Οι ένοπλες δυνάμεις των κρατών του κόσμου ενσωματώνουν ολοένα και περισσότερο μη επανδρωμένα συστήματα για διάφορους σκοπούς στα οπλοστάσια τους. Για ναυτικές δυνάμειςΘεωρούνται τρεις κατηγορίες τέτοιου εξοπλισμού: ακατοίκητα υποβρύχια οχήματα, εφεξής UUV ( Μη επανδρωμένα υποβρύχια οχήματα, UUV) ακατοίκητα οχήματα επιφανείας ή σκάφη ( Μη επανδρωμένα σκάφη επιφανείας - USV) και μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα ( Μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα, UAV).
Παρατηρούνται διάφορες τάσεις σε σχέση με τα αναγραφόμενα μη επανδρωμένα συστήματα:
- Εξέλιξη προς μεγαλύτερη αυτονομία: τα πρώτα μη επανδρωμένα συστήματα ήταν συνήθως τηλεχειριζόμενα ( Τηλεχειριζόμενο όχημα, ROV). Αυτά ακολουθήθηκαν από συστήματα ικανά να εκτελούν ανεξάρτητα μια λεπτομερή προγραμματισμένη εργασία, όπως το περπάτημα κατά μήκος μιας συγκεκριμένης διαδρομής παρακολούθησης. Στο μέλλον, οι στρατοί του κόσμου προσπαθούν να αποκτήσουν πλήρως αυτόνομα συστήματα ικανά να εκτελούν ανεξάρτητα καθήκοντα στόχων και, κατά την εφαρμογή τους, να εστιάζουν σε απρόβλεπτα γεγονότα.
- Η τάση είναι προς το συντονισμό αποστολών μεταξύ πολλαπλών μη επανδρωμένων συστημάτων ίσων ή διαφορετικών τύπων, καθώς και τη συντονισμένη χρήση επανδρωμένων και μη επανδρωμένων συστημάτων ( Manned-Unmann Teaming).
- Τάση μεγαλύτερης διάρκειας αποστολής: Οι πιο αποδοτικοί κινητήρες και τα συστήματα μπαταριών αυξάνουν την εμβέλεια και τον χρόνο λειτουργίας.
- Σχεδιάζοντας μεγαλύτερα συστήματα με μεγαλύτερο και πιο ευέλικτο ωφέλιμο φορτίο, εμβέλεια και αντοχή.
- Ανάπτυξη αρθρωτού ωφέλιμου φορτίου για την εκτέλεση διαφόρων εργασιών χρησιμοποιώντας ακατοίκητα υποβρύχια οχήματα (UUV) ίδιου τύπου.
Η αύξηση της απόδοσης των μη επανδρωμένων συστημάτων εξαρτάται από την πρόοδο σε διάφορους τεχνολογικούς τομείς. Τα πιο σημαντικά, πρώτα απ 'όλα, είναι: συστήματα κίνησης και ενέργειας, εξοπλισμός πλοήγησης, αισθητήρες για διάφορους σκοπούς, συστήματα επικοινωνίας και τεχνητή νοημοσύνη. Σε αυτούς τους τομείς επικεντρώνονται οι κύριες προσπάθειες των ερευνητών.
Μη επανδρωμένα υποβρύχια οχήματα από την ATLAS Elektronik
Μια «τυπική» εικόνα των τελευταίων επιτευγμάτων στον τομέα των ακατοίκητων υποβρυχίων οχημάτων μεταφέρεται από συστήματα εφαρμογών που κατασκευάζονται από την ATLAS Elektronik GmbH (Βρέμη, Γερμανία): «Sea Fox» ( SeaFox), « Λυκόψαρο» ( SeaCat) και "Sea Otter" ( Sea Otter).
Λογότυπο της εταιρείας ATLAS Elektronik
Μοντέλο "SeaFox"
Το τηλεκατευθυνόμενο SeaFox UUV βρίσκεται σε υπηρεσία με το γερμανικό ναυτικό και δέκα άλλες χώρες. Το drone διατίθεται σε τρεις διαμορφώσεις.
NPA "SeaFox" Η επιλογή "C", εξοπλισμένη με κιτ εκρηκτικών, χρησιμοποιείται για την καταστροφή ναρκών (σε αυτήν την περίπτωση καταστρέφεται και η ίδια η συσκευή). Η επιλογή «Ι» χρησιμοποιείται για αναζήτηση και αναγνώριση ναρκών, καθώς και υποβρύχια παρακολούθηση πλοίων και λιμενικών εγκαταστάσεων. Μετά την εγκατάσταση του κιτ Cobra ( Κόμπρα), η επιλογή "I" μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την καταστροφή ναρκών και άλλων εκρηκτικών μηχανισμών. Ταυτόχρονα, το κιτ έκρηξης Cobra εγκαθίσταται σε νάρκη και πυροδοτείται εξ αποστάσεως μετά την υποχώρηση της UUV. Η επιλογή "T" έχει σχεδιαστεί για εκπαιδευτικούς σκοπούς, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για υποβρύχια παρακολούθηση.
Εξοπλισμός για την καταπολέμηση εκρηκτικών μηχανισμών "Cobra" Τα ακατοίκητα υποβρύχια οχήματα SeaFox χρησιμοποιούνται από πλοία, σκάφη και ελικόπτερα. Ο τηλεχειρισμός της UUV πραγματοποιείται μέσω καλωδίου οπτικών ινών. Η συσκευή έχει μήκος 1,31 m και βάρος 43 κιλά. Το επιχειρησιακό βάθος κατάδυσης του drone φτάνει τα 300 μ. Η μέγιστη εμβέλεια μέχρι το σκάφος ελέγχου είναι 22 χλμ. Η διάρκεια της εφαρμογής είναι περίπου 100 λεπτά.
NPA "SeaCat"
Το μοντέλο SeaCat έχει μεγαλύτερη παραγωγικότητα. Είναι διπλάσιο και τρεις φορές πιο βαρύ από το SeaFox. Η διάρκειά του είναι έως και 20 ώρες. Η συσκευή μπορεί να καταδύεται σε βάθος 600 μ. Το "SeaCat" είναι ένα υβριδικό σύστημα. Το UAV μπορεί να ελεγχθεί εξ αποστάσεως ή να ενεργεί αυτόνομα.
Η μύτη του οχήματος έχει σχεδιαστεί για να φιλοξενεί μια ποικιλία μονάδων ωφέλιμου φορτίου. Περιλαμβάνει: βιντεοκάμερα, σόναρ, μαγνητόμετρο, καθώς και μονάδα χημικής ανάλυσης νερού ή ακουστικό αισθητήρα που διεισδύει στον βυθό της θάλασσας. Το UUV είναι εξοπλισμένο με βυθόμετρο για σάρωση στα πλάγια ( Σόναρ πλευρικής σάρωσης) και μπορεί επιπλέον να ρυμουλκήσει το βυθόμετρο. Χάρη σε αυτή τη σπονδυλωτή, το SeaCat χρησιμοποιείται για αποτύπωση βυθού, τακτική υδρογραφία, καθώς και για αναγνώριση και παρακολούθηση μεγαλύτερων περιοχών.
NPA "SeaCat" Ο εξοπλισμός GPS και το αδρανειακό σύστημα πλοήγησης διασφαλίζουν την αυτόνομη χρήση των UUV. Ωστόσο, με αυτήν την περίπτωση χρήσης, τα δεδομένα που συλλέγονται από τη συσκευή μπορούν να ληφθούν μόνο μετά την επιστροφή της στο πλοίο.
Οι δυνατότητες επικοινωνίας μεταξύ του μεταφορικού πλοίου και του UUV παραμένουν περιορισμένες. Η ανταλλαγή δεδομένων μέσω WiFi πραγματοποιείται και προς τις δύο κατευθύνσεις. Παράλληλα, η απόσταση από το πλοίο ελέγχου δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 400μ. Ακουστική επικοινωνία υποβρύχια, ανάλογα με τις συνθήκες περιβάλλον, έχει μέγιστη αυτονομία έως δύο χιλιόμετρα. Όταν λειτουργούν σε τέτοια απόσταση, τα ακατοίκητα υποβρύχια οχήματα αυτού του τύπου είναι κατάλληλα για εντελώς ανεξάρτητη λειτουργία.
"Sea Otter" - μια καθολική λύση
Το νεότερο και μεγαλύτερο RV της ATLAS Elektronik είναι η καθολική συσκευή SeaOtter Mk II. Είναι ένα αυτόνομο UUV που εκτελεί αποστολές αναγνώρισης και επιτήρησης (συμπεριλαμβανομένης της αναγνώρισης υποβρυχίων), εντοπίζοντας υποβρύχιες απειλές, συλλέγοντας υδρογραφικά δεδομένα και καταστρέφοντας νάρκες. Επιπλέον, είναι δυνατή η μυστική υποστήριξη των ειδικών δυνάμεων και οι επιχειρήσεις διάσωσης.
Το Sea Otter έχει μήκος 3,65 m και εκτόπισμα 1200 kg. Ο χρόνος λειτουργίας της συσκευής φτάνει τις 24 ώρες και το συνολικό βάρος ωφέλιμου φορτίου είναι 160 κιλά.
RV "SeaOtter Mk II" Σε σύγκριση με το SeaCat, ο εξοπλισμός UUV περιλαμβάνει συνθετικό σόναρ υψηλής ανάλυσης ( SAS - Synthetic Aperture Sonar). Το Sonar παρέχει ανίχνευση και αναγνώριση κινούμενων και ακίνητων αντικειμένων. Η κεραία UUV επιτρέπει την πλοήγηση με χρήση GPS και τη δημιουργία ραδιοφωνικών και WiFi επικοινωνιών με το μεταφορικό πλοίο κοντά στην επιφάνεια του νερού. Εκτός από το GPS, το drone χρησιμοποιεί αυτόνομη αδρανειακή πλοήγηση και ηλεκτρομαγνητικό σύστημα ελέγχου ταχύτητας Doppler. Στη λειτουργία αυτόνομης λειτουργίας, η ηλεκτρική κίνηση τροφοδοτείται από μπαταρίες πολυμερούς λιθίου. Χρειάζονται τέσσερις ώρες για να φορτιστούν, αλλά μπορούν να αντικατασταθούν για εξοικονόμηση χρόνου.
Τα ακατοίκητα υποβρύχια οχήματα που κατασκευάζονται από την ATLAS Elektronik είναι, στις δυνατότητές τους, χαρακτηριστικά των UUV που χρησιμοποιούνται σήμερα. Αυτά τα μη επανδρωμένα υποβρύχια συστήματα έχουν σχεδιαστεί για να εκτελούν βασικές αποστολές: αναγνώριση και καταστροφή ναρκών. συλλογή δεδομένων για τον βυθό, τις συνθήκες του νερού και τα ρεύματα· κρυφή αναγνώριση και επιτήρηση (για παράδειγμα, πριν από αμφίβιες προσγειώσεις ή υποστήριξη ειδικών δυνάμεων)· διασφαλίζοντας την ασφάλεια των λιμανιών και των πλοίων τους.
Μη επανδρωμένα υποβρύχια οχήματα σε νέες περιοχές
Επί του παρόντος εισάγονται ή διερευνώνται νέοι τομείς εφαρμογής των κανονιστικών νομικών πράξεων. Πρώτον, η καταστροφή των υποβρυχίων (υποβρυχίων) ή ο ανθυποβρυχιακός πόλεμος ( ASW - Αντι-Υποβρυχιακός Πόλεμος).
Κέντρο Ναυτικής Έρευνας και Πειραματισμού του ΝΑΤΟ ( Κέντρο Ναυτιλιακής Έρευνας και Πειραματισμού, CMRE) αναπτύσσει σκόπιμα την αντίστοιχη ιδέα και τεχνολογίες από το 2011. Ήδη αυτή τη στιγμή, το κέντρο χρησιμοποιεί μια υπάρχουσα αυτόνομη νομική οντότητα " OEX Explorer» δυνατότητα σύλληψης και παρακολούθησης κινούμενων αντικειμένων. Η θέση της UUV και οι στόχοι μεταδίδονται στο κέντρο ελέγχου μέσω ακουστικών υποβρύχιων σημάτων. Το CMRE δοκίμασε το UUV (και άλλα μη επανδρωμένα συστήματα) στο πλαίσιο της ετήσιας ανθυποβρυχιακής του άσκησης. Dynamic Mongoose«.
Ένας από τους τομείς έρευνας παραμένει η ανάπτυξη αξιόπιστων καναλιών επικοινωνίας. Πρέπει να εγγυάται τη συντονισμένη χρήση σε μεγάλες αποστάσεις πολλών αυτόνομων μη επανδρωμένων συστημάτων, καθώς και μιας ομάδας επανδρωμένων και ακατοίκητων οχημάτων. Ένα σημαντικό ενδιάμεσο βήμα θεωρείται η συμφωνία για ένα πρότυπο του ΝΑΤΟ για τις ψηφιακές υποθαλάσσιες επικοινωνίες ( JANUS - STANAG 4748). Το πρότυπο αποσκοπεί στη διασφάλιση της συμβατότητας μεταξύ των διαφορετικών εθνικών προσεγγίσεων. Επιπλέον, το πρόβλημα παραμένει επί του παρόντος η ανάπτυξη αλγορίθμων που παρέχουν αξιόπιστη ταξινόμηση των ανιχνευόμενων στόχων.
Εξετάζεται το ενδεχόμενο επανδρωμένα υποβρύχια στο μέλλον να μεταφέρουν μη επανδρωμένα υποβρύχια οχήματα και να τα χρησιμοποιούν για τον εντοπισμό εχθρικών υποβρυχίων.
Sp-force-hide ( display: none;).sp-form ( display: block; background: rgba(235, 233, 217, 1); padding: 5px; πλάτος: 630px; max-width: 100%; border- radio ", sans-serif; background-repeat: no-repeat; background-position: center; background-size: auto;).sp-form input ( display: inline-block; αδιαφάνεια: 1; ορατότητα: ορατό;).sp -form .sp-form-fields-wrapper ( περιθώριο: 0 αυτόματο; πλάτος: 620 px;).sp-form .sp-form-control ( φόντο: #ffffff; χρώμα περιγράμματος: #cccccc; στυλ περιγράμματος: συμπαγές; πλάτος περιγράμματος: 1 εικονοστοιχεία, μέγεθος γραμματοσειράς: 15 εικονοστοιχεία, padding-left: 8,75 px, padding-right: 8,75 px, border-radius: 4px, -moz-border-radius: 4px, -webkit-border-radius: 4px; ύψος: 35 εικονοστοιχεία; πλάτος: 100%;).sp-form .sp-ετικέτα πεδίου ( χρώμα: #444444; μέγεθος γραμματοσειράς: 13 px; στυλ γραμματοσειράς: κανονικό; βάρος γραμματοσειράς: έντονη γραφή;).sp-form .sp -button ( border-radius: 4px; -moz-border-radius: 4px; -webkit-border-radius: 4px; χρώμα φόντου: #0089bf; χρώμα: #ffffff; πλάτος: αυτόματο; βάρος γραμματοσειράς: 700; στυλ γραμματοσειράς: κανονικό; γραμματοσειρά-οικογένεια: Arial, sans-serif; κουτί-σκιά: κανένας; -moz-box-shadow: κανένας; -webkit-box-shadow: κανένας; φόντο: linear-gradient(to top, #005d82 , #00b5fc);).sp-form .sp-button-container (στοίχιση κειμένου: αριστερά;)
Κατά κανόνα, τα επανδρωμένα υποβρύχια χρησιμοποιούν παθητικό υδροακουστικό σταθμό (GAS). Τα ενεργά συστήματα σόναρ έχουν πολύ μεγαλύτερη εμβέλεια, αλλά επιτρέπουν τον προσδιορισμό της θέσης του πομπού από ό,τι μπορεί να ανιχνευθεί από τα υποβρύχια. Τα UUV εξοπλισμένα με ενεργό σόναρ θα μπορούν να κινούνται σε επαρκή απόσταση από το επανδρωμένο πλοίο μεταφοράς τους. Αυτή η τακτική θα αυξήσει σημαντικά την ικανότητα εντοπισμού εχθρικών υποβρυχίων. Επιπλέον, τα UUV θα μπορούσαν να αποσπάσουν την προσοχή των εχθρικών υποβρυχίων και να συμβάλουν στην ήττα τους από το μεταφορικό πλοίο «από μια ενέδρα».
Υπηρεσία Προηγμένων Αμυντικών Ερευνητικών Προγραμμάτων των ΗΠΑ ( Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) τον Ιούλιο του 2017 υπέγραψε συμβόλαιο με την BAE Systems για την ανάπτυξη ενός αντίστοιχου συμπαγούς ενεργού σόναρ μεγάλης εμβέλειας για το UUV.
Μεγαλύτερο και βαρύτερο
Η διεξαγωγή ανθυποβρυχιακού πολέμου με χρήση UUV στα παράκτια ύδατα ή στην ανοιχτή θάλασσα απαιτεί σημαντική αύξηση της εμβέλειας και της διάρκειας της λειτουργίας τους. Για το λόγο αυτό, οι Ηνωμένες Πολιτείες αναπτύσσουν μη επανδρωμένα συστήματα με μεγάλη μετατόπιση από το 2015 ( UUV μεγάλης μετατόπισης, LDUUV). Τα μη επανδρωμένα υποβρύχια οχήματα αυτού του τύπου θα πρέπει να μπορούν να μεταφέρουν επιπλέον μπαταρίες και να είναι πιο σταθερά. Τέτοια μοντέλα χαρακτηρίζονται ως NPA κατηγορίας III. Αναφέρεται ότι έχουν αρθρωτό σχεδιασμό και περίπου 48 ίντσες (122 εκατοστά) σε διάμετρο.
Έργο "Snake Head"
Τον Απρίλιο του 2017, το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ ανακοίνωσε τα σχέδιά του να ξεκινήσει τις δοκιμές ενός πρωτοτύπου του βαριού UUV "Snakehead" ήδη από το 2019. Η ανάπτυξη λογισμικού, συστημάτων ελέγχου και επικοινωνίας σχεδιάστηκε να πραγματοποιηθεί παράλληλα με την ανάπτυξη του οχήματος. Η ηγεσία και των δύο τομέων εργασίας ασκείται από το Πολεμικό Ναυτικό.
NPA αυτής της κλίμακας χρησιμοποιούνται ήδη για μη στρατιωτικούς σκοπούς. Συγκεκριμένα, το 2003, ένα ελεγχόμενο drone «Echo Ranger» της εταιρείας Boeing έφτασε σε βάθος κατάδυσης 3000 m και παρέμεινε εκεί για 28 ώρες.
RV Echo Ranger που κατασκευάζεται από την Boeing Σύμφωνα με το σχέδιο, το "Snake Head" θα μπορεί να ελέγχει πολεμικό πλοίοπαράκτια θαλάσσια ζώνη (τύπου LCS), υποβρύχια τύπου Virginia ( SSN) και "Οχάιο" ( SSGN). Μια άλλη επιλογή εφαρμογής είναι η ανεξάρτητη έξοδος RV από το λιμάνι.
Το αναμενόμενο φάσμα δυνατοτήτων θα πρέπει σταδιακά να διευρυνθεί. Μαζί με τη γενική αναγνώριση και επιτήρηση, θα περιλαμβάνει την καταπολέμηση υποβρυχίων και άλλων υποβρύχιων στόχων, επιθετική και αμυντική εκκαθάριση ναρκοπεδίων, καθώς και ηλεκτρονικό πόλεμο. Τα ευρήματα από τις δοκιμές Snakehead θα ενημερώσουν την ανάπτυξη μελλοντικών κατηγοριών UAV.
Ακατοίκητα υποβρύχια οχήματα κατηγορίας «Κασάτκα».
Στην κατηγορία «εξαιρετικά μεγάλο νομικό πρόσωπο» ( Extra Large UUV, XLUUV) Το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ θέλει να ξεκινήσει την παραγωγή ακόμη μεγαλύτερων drones. Η συσκευή έλαβε την ονομασία "Φάλαινα δολοφόνος" ( Όρκα). Σύμφωνα με το σχέδιο, το UUV θα μπορεί να εκτοξεύεται από την προβλήτα και να πραγματοποιεί μηνιαίες αυτόνομες περιπολίες. Η εκτιμώμενη εμβέλεια είναι περίπου 2000 ναυτικά μίλια.
Ένας αριθμός αποστολών εμπίπτει σε μεγάλο βαθμό στο επιχειρησιακό φάσμα της κατηγορίας ελαφρύτερων LDUUV. Εξετάζονται επιπλέον: υποστήριξη δυνάμεων ειδικών επιχειρήσεων και επιθετικές ενέργειες κατά επίγειων στόχων. Τα πιθανά ωφέλιμα φορτία περιλαμβάνουν νάρκες, τορπίλες και πυραύλους για επίθεση σε θαλάσσιους και χερσαίους στόχους.
Οι εργασίες για την ανάπτυξη του XLUUV είχαν προγραμματιστεί να διανεμηθούν το 2017. Από αυτή την άποψη, η Boeing είχε καλές προοπτικές για τη σύμβαση, η οποία, με δική της πρωτοβουλία, παρουσίασε το αντίστοιχο πρωτότυπο ήδη το 2016. Το ακατοίκητο υποβρύχιο, που ονομάζεται Echo Voyager, έχει μήκος 16 μέτρα και εκτοπίζει 50 τόνους Το όχημα φτάνει σε βάθος 3.400 μέτρων και μπορεί να παραμείνει στη θάλασσα για έξι μήνες, καλύπτοντας 7.500 ναυτικά μίλια. Ωστόσο, το Echo Voyager απαιτεί να βγαίνει στην επιφάνεια κάθε τρεις μέρες για να επαναφορτίζει τις μπαταρίες του.
Παράλληλα με το πρόγραμμα XLUUV, υπό την ηγεσία της DARPA, υλοποιείται το έργο Hydra. Το έργο αναπτύσσει ένα μεγάλο UUV που θα λειτουργούσε ως μητρικό πλοίο για UUV και μικρότερα μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα. Η «Ύδρα» πρέπει να διεισδύσει κρυφά σε ένα υδάτινο σώμα που απαγορεύεται η διέλευση επανδρωμένων πλοίων και να εκτοξεύσει εκεί αναγνωριστικά drones. Αναφέρεται ότι η Boeing και η Huntington Ingalls αναμένεται να παρουσιάσουν κοινά πρωτότυπα μέχρι το 2019.
Έργα του NLA εκτός ΝΑΤΟ
Η ανάπτυξη τεχνολογίας NPA υψηλής απόδοσης δεν είναι προνόμιο των χωρών του ΝΑΤΟ. Η Ιαπωνία αναπτύσσει νέα τεχνολογία κίνησης για μεγάλα UUV από το 2014. Οι κυψέλες καυσίμου του θα πρέπει να αυξήσουν την εμβέλεια και τον χρόνο λειτουργίας των προηγμένων συστημάτων του Ναυτικού των ΗΠΑ.
Το Ινδικό Ναυτικό λειτουργεί επίσης επί του παρόντος το αυτόνομο υποβρύχιο όχημα AUV-150 της χώρας που αναπτύχθηκε εγχώρια. Έχει μήκος 4,8 μ. και φθάνει σε βάθος τα 150 μ. Στα παράκτια ύδατα το UUV χρησιμοποιείται για αναγνώριση και επιτήρηση, καθώς και για αναζήτηση ναρκών.
Οι μαθητές του Ινδικού Ινστιτούτου Τεχνολογίας στη Βομβάη εργάζονται στον ελεύθερο χρόνο τους από το 2011 για να αναπτύξουν ένα UAV με προηγμένα χαρακτηριστικά απόδοσης, που πήρε το όνομά του από τον θεό της θάλασσας Matsya. Εάν το AUV-150 τηρεί αυστηρά τις προγραμματισμένες εργασίες του, τότε το Matsya θα λάβει υψηλότερο βαθμό αυτονομίας.
Το φάσμα των καθηκόντων προς το συμφέρον του ινδικού ναυτικού σχεδιάζεται να επεκταθεί. Όπως ήταν αναμενόμενο, το Matsya NPA, μαζί με τη διεξαγωγή οπτικής και ακουστικής αναγνώρισης, θα μπορεί να εγκαταστήσει και να ανακτήσει αντικείμενα χρησιμοποιώντας χειριστή, καθώς και να χτυπήσει εχθρικά υποβρύχια με τορπίλες. Ωστόσο, στα τέλη του 2017, οι μαθητές δοκίμαζαν τις έννοιες και τα συστήματά τους σε ένα πειραματικό UAV που είχε μήκος μόνο ένα μέτρο. Η δοκιμή ενός ρεαλιστικού πρωτοτύπου αναμένεται στο τέλος του 2021.
Οι υπάλληλοι του Πανεπιστημίου Tianjin (Κίνα) δοκίμασαν το υποβρύχιο ανεμόπτερο Haiyan το 2014. Το αυτόνομο UUV μπορούσε να λειτουργήσει για 30 ημέρες, καλύπτοντας περίπου 2.600 ναυτικά μίλια. Επίσημα, το Haiyan αναπτύσσεται για μη στρατιωτικούς ερευνητικούς σκοπούς. Ταυτόχρονα, είναι κατάλληλο για συλλογή υδρογραφικών δεδομένων σε βάθος 1090 μ. για το Πολεμικό Ναυτικό. Τα κινεζικά κρατικά μέσα ενημέρωσης ανέφεραν επίσης τον πιθανό εκσυγχρονισμό του Haiyan UUV για αναζήτηση ναρκών και υποβρυχίων.
Μη επανδρωμένο υποβρύχιο όχημα "Haiyan" Το 2015, το Ρωσικό Κεντρικό Γραφείο Σχεδιασμού "Rubin" παρουσίασε ένα νέο NPA "Harpsichord-2R". Το δηλωμένο βάθος κατάδυσης είναι 6000 μ. Το UUV μπορεί να απομακρυνθεί από το πλοίο μεταφοράς σε απόσταση έως και 50 χλμ. Σημειώνεται ότι το Rubin Central Design Bureau, που σχεδιάζει κυρίως επανδρωμένα στρατιωτικά υποβρύχια, εργάζεται στο drone Vityaz με βάθος κατάδυσης 11 χιλιάδων μέτρων.
NPA Harpsichord-2R που κατασκευάζεται από το Central Design Bureau "Rubin" Ήδη το 2015 Υπήρχαν αναφορές για ένα ρωσικό UUV με σύστημα πυρηνικής πρόωσης και πυρηνικά όπλα. Χαρακτηρισμένο από τις υπηρεσίες πληροφοριών των ΗΠΑ ως «Canyon», το drone υποτίθεται ότι θα παραδοθεί στην ανοιχτή θάλασσα από επανδρωμένα υποβρύχια. Είναι επιπλέον ικανό για ταχύτητα 56 κόμβων και έχει αυτονομία περίπου 6.200 ναυτικών μιλίων. Ο πιθανός στόχος αυτής της NPA, σύμφωνα με δυτικούς εμπειρογνώμονες, θα μπορούσε να είναι η καταστροφή των λιμένων του αμερικανικού ναυτικού στις παραμονές του πολέμου. Ωστόσο, σύμφωνα με τις ίδιες εκτιμήσεις, το μήνυμα φέρει τα χαρακτηριστικά μιας ρωσικής εκστρατείας παραπληροφόρησης.
Βασισμένο σε υλικά από το περιοδικό MarineForum
Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται συχνά για τη διάκριση τέτοιων συσκευών από τα υποβρύχια. Ωστόσο, σε γενική χρήση, η φράση "υποβρύχιο" μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει ένα πλοίο που, από τεχνικό ορισμό, είναι στην πραγματικότητα ένα υποβρύχιο όχημα.
Υπάρχουν πολλοί τύποι τέτοιου εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένων τόσο των οικιακών όσο και των βιομηχανικών σκαφών, γνωστά αλλιώς ως τηλεκατευθυνόμενα οχήματα ή ROV. Έχουν πολλές χρήσεις σε όλο τον κόσμο, ειδικά σε τομείς όπως η ωκεανογραφία, η υποβρύχια αρχαιολογία, η εξερεύνηση των ωκεανών, ο τουρισμός, η συντήρηση και αποκατάσταση εξοπλισμού και η υποβρύχια βιντεοσκόπηση.
Ιστορία
Το πρώτο υποβρύχιο σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από τον Αμερικανό εφευρέτη David Bushnell το 1775 ως μέσο εκτόξευσης εκρηκτικών γομώσεων σε εχθρικά πλοία κατά τη διάρκεια του Αμερικανικού Επαναστατικού Πολέμου. Η συσκευή, που ονομάζεται χελώνα Bushnell, ήταν ένα οβάλ αγγείο από ξύλο και χαλκό. Είχε δεξαμενές γεμάτες με νερό (για κατάδυση) και στη συνέχεια αδειάζονταν χρησιμοποιώντας μια χειροκίνητη αντλία για να επιπλέουν στην επιφάνεια. Ο χειριστής χρησιμοποίησε δύο έλικες με λαβή για να κινείται κάθετα ή πλευρικά κάτω από το νερό. Το μηχάνημα είχε μικρά γυάλινα παράθυρα στο επάνω μέρος και φωταυγές ξύλο προσαρτημένο στο σώμα, ώστε να μπορεί να λειτουργεί στο σκοτάδι.
Το Bushnell's Turtle ανατέθηκε για πρώτη φορά στις 7 Σεπτεμβρίου 1776, στο λιμάνι της Νέας Υόρκης για να επιτεθεί στο βρετανικό ναυαρχίδα HMS Eagle. Ο λοχίας Έζρα Λι χειριζόταν το υποβρύχιο εκείνη τη στιγμή. Ο Lee οδήγησε με επιτυχία τη Χελώνα στο κάτω μέρος του κύτους του Eagle, αλλά δεν μπόρεσε να ρυθμίσει τη φόρτιση λόγω ισχυρών ρευμάτων νερού. Ωστόσο, η ιστορία αυτών των ειδών μεταφοράς δεν τελείωσε εκεί.
Χαρακτηριστικά
Εκτός από το μέγεθος, η κύρια τεχνική διαφορά μεταξύ ενός υποβρυχίου και ενός υποβρυχίου είναι ότι το πρώτο δεν είναι πλήρως αυτόνομο και μπορεί να βασίζεται σε μια εγκατάσταση υποστήριξης ή ένα σκάφος για την αναπλήρωση καυσίμων και αναπνευστικά αέρια. Μερικά οχήματα λειτουργούν σε «καλώδιο» ή «ομφάλιο λώρο» ενώ παραμένουν συνδεδεμένα με τον διαγωνισμό (υποβρύχιο, πλοίο επιφανείας ή πλατφόρμα). Τείνουν να έχουν μικρότερη εμβέλεια και λειτουργούν κυρίως υποβρύχια, καθώς τα περισσότερα είναι άχρηστα στην επιφάνεια. Τα υποβρύχια (οχήματα) είναι ικανά να καταδύονται σε βάθη άνω των 10 km (6 μίλια) κάτω από την επιφάνεια του νερού.
Τα υποβρύχια μπορεί να είναι σχετικά μικρά, μεταφέροντας μόνο ένα μικρό πλήρωμα και χωρίς χώρους διαβίωσης. Συχνά έχουν πολύ ευκίνητο σχέδιο, εξοπλισμένο με βίδες ή αντλίες προπέλας.
τεχνολογίες
Υπάρχουν πέντε κύριες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό υποβρύχιων οχημάτων. Οι μονοπολικές συσκευές έχουν σώμα υπό υψηλή πίεση, ενώ οι επιβάτες τους υπό κανονική ατμοσφαιρική πίεση. Μπορούν εύκολα να αντέξουν την υψηλή πίεση του νερού, η οποία είναι πολλές φορές υψηλότερη από την εσωτερική πίεση.
Μια άλλη τεχνολογία που ονομάζεται πίεση περιβάλλοντος διατηρεί το ίδιο φορτίο τόσο εντός όσο και εκτός του σκάφους. Αυτό μειώνει την πίεση που πρέπει να αντέξει το περίβλημα.
Η τρίτη τεχνολογία είναι το «υγρό υποβρύχιο». Ο όρος σημαίνει όχημα με πλημμυρικό εσωτερικό μέρος. Τόσο σε υδάτινο όσο και σε ατμοσφαιρικό περιβάλλον, δεν υπάρχει ανάγκη χρήσης εξοπλισμού SCUBA, οι επιβάτες μπορούν να αναπνέουν κανονικά χωρίς να φορούν πρόσθετη συσκευή.
Εγγραφές
Λόγω της έλξης με καλώδιο, τα υποβρύχια οχήματα μπορούν να βουτήξουν σε μεγάλα βάθη. Ο Bathyscaphe Trieste ήταν ο πρώτος που έφτασε στο βαθύτερο μέρος του ωκεανού (σχεδόν 11 χιλιόμετρα (7 μίλια) κάτω από την επιφάνεια) στον πυθμένα της τάφρου των Μαριανών το 1960.
Η Κίνα, με το έργο της Jiaolong το 2002, ήταν η πέμπτη χώρα που έστειλε έναν άνθρωπο 3.500 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας, μετά τις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Γαλλία, τη Ρωσία και την Ιαπωνία. Το πρωί της 22ας Ιουνίου 2012, το Jiaolong Loading Facility σημείωσε ρεκόρ βαθιάς κατάδυσης όταν τρεις άνδρες κατέβηκαν 22.844 πόδια (6.963 μέτρα) στον Ειρηνικό Ωκεανό.
Ανάμεσα στα πιο διάσημα και μακροβιότερα υποβρύχια είναι το σκάφος εξερεύνησης βαθέων υδάτων DSV Alvin, το οποίο επανδρώνεται από 3 άτομα και είναι ικανό να καταδύεται σε βάθη έως και 4.500 μέτρων (14.800 πόδια). Ανήκει στο Ναυτικό των Ηνωμένων Πολιτειών, το οποίο διαχειρίζεται η WHOI, και έχει ολοκληρώσει περισσότερες από 4.400 καταδύσεις από το 2011.
Ο Τζέιμς Κάμερον έκανε μια βουτιά ρεκόρ στον πυθμένα του Challenger Deep, το βαθύτερο γνωστό σημείο της Τάφρου των Μαριάνων, στις 26 Μαρτίου 2012. Το υποβρύχιο του Κάμερον ονομαζόταν Deepsea Challenger και έφτασε σε βάθος 10.908 μέτρων (35.787 πόδια).
Τελευταία νέα
Πιο πρόσφατα, ιδιωτικές εταιρείες στη Φλόριντα κυκλοφόρησαν μια σειρά υποβρυχίων Triton. Η SEAmagine Hydrospace, η Sub Aviator Systems (ή SAS) και η ολλανδική εταιρεία Worx έχουν αναπτύξει μικρά υποβρύχια για τουρισμό και αναγνώριση.
Μια καναδική εταιρεία που ονομάζεται Sportsub κατασκευάζει προσωπικά υποβρύχια αναψυχής με σχέδια ανοιχτού δαπέδου (μερικώς βυθισμένα πιλοτήρια) από το 1986.
Λειτουργικοί τύποι
Μικρά μη επανδρωμένα υποβρύχια οχήματα που ονομάζονται θαλάσσια τηλεκατευθυνόμενα οχήματα, ή MROV, χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα για να λειτουργούν σε νερό που είναι πολύ βαθιά ή πολύ επικίνδυνο για τους δύτες.
Τέτοια οχήματα βοηθούν στην επισκευή υπεράκτιων πλατφορμών πετρελαίου και συνδέουν καλώδια σε βυθισμένα πλοία για να τα ανυψώσουν. Αυτά τα τηλεκατευθυνόμενα οχήματα συνδέονται με πρόσδεση (ένα παχύ καλώδιο που παρέχει ισχύ και επικοινωνία) σε ένα κέντρο ελέγχου του πλοίου. Οι χειριστές στο πλοίο παρακολουθούν τις εικόνες βίντεο που αποστέλλονται από το ρομπότ και μπορούν να ελέγχουν τις έλικες και τον βραχίονα του οχήματος. Ο βυθισμένος Τιτανικός μελετήθηκε χρησιμοποιώντας ακριβώς ένα τέτοιο όχημα.
Βαθυσκάφος
Το bathyscaphe είναι ένα αυτοπροωθούμενο υποβρύχιο βαθέων υδάτων που αποτελείται από μια καμπίνα πληρώματος, παρόμοια με μια bathysphere, αλλά κρεμασμένη κάτω από έναν πλωτήρα και όχι από ένα επιφανειακό καλώδιο, όπως στο κλασικό σχέδιο bathysphere. Πολλοί το θεωρούν ως ένα είδος αυτοκινούμενου υποβρύχιου οχήματος.
Ο πλωτήρας του είναι γεμάτος βενζίνη, εύκολα προσβάσιμος, πλευστικός και πολύ ανθεκτικός. Η ασυμπίεση του καυσίμου σημαίνει ότι οι δεξαμενές μπορούν να κατασκευαστούν πολύ εύκολα καθώς οι πιέσεις μέσα και έξω από τις δεξαμενές είναι εξισορροπημένες. Επίσης, τα τανκς δεν έχουν το καθήκον να αντέχουν πλήρως τυχόν πτώσεις πίεσης, ενώ το πιλοτήριο είναι σχεδιασμένο να αντέχει σε τεράστιο φορτίο. Η άνωση στην επιφάνεια μπορεί εύκολα να μειωθεί αντικαθιστώντας τη βενζίνη με νερό, το οποίο είναι πιο πυκνό.
Ετυμολογία
Ο Auguste Picard, ο εφευρέτης του πρώτου βαθύσκαφου, επινόησε το όνομα «βαθυσκάφος» χρησιμοποιώντας τις αρχαίες ελληνικές λέξεις βαθύς bathys («βαθύς») και σκάφος σκάφος («αγγείο» / «πλοίο»).
Λειτουργία
Για να κατέβει, το λουτρό πλημμυρίζει τις δεξαμενές αέρα θαλασσινό νερό. Αλλά σε αντίθεση με ένα υποβρύχιο, το υγρό στις πλημμυρισμένες δεξαμενές του δεν μπορεί να εκτοπιστεί με πεπιεσμένο αέρα για να ανέβει. Αυτό συμβαίνει επειδή η πίεση του νερού στα βάθη για τα οποία σχεδιάστηκε να λειτουργεί το πλοίο είναι πολύ μεγάλη.
Για παράδειγμα, το φορτίο στο κάτω μέρος του Challenger Deep, του σκάφους με το οποίο έπλεε ο ίδιος ο Τζέιμς Κάμερον, είναι περισσότερο από επτά φορές την πίεση σε έναν τυπικό κύλινδρο συμπιεσμένου αερίου τύπου H. Το σκάφος χρησιμοποιούσε βάρη σιδήρου για ισορροπία. Τα δοχεία τους αποτελούνται από έναν ή περισσότερους κυλίνδρους που είναι ανοιχτοί στο κάτω μέρος σε όλη τη διάρκεια της κατάδυσης και το φορτίο συγκρατείται στη θέση του από έναν ηλεκτρομαγνήτη. Είναι μια συσκευή ανεκτική σε σφάλματα καθώς δεν απαιτεί ενίσχυση ισχύος.
Ιστορία των λουτρών
Το πρώτο υποβρύχιο ονομάστηκε FNRS-2 - από το Εθνικό Ίδρυμα Ψυχαγωγικής Έρευνας - και κατασκευάστηκε στο Βέλγιο από το 1946 έως το 1948 από τον Auguste Picard. Το FNRS-1 ήταν το μπαλόνι που χρησιμοποιήθηκε για να ανυψώσει τον Picard στη στρατόσφαιρα το 1938.
Η κίνηση του πρώτου λουτρού έγινε από ηλεκτρικούς κινητήρες με μπαταρίες. Ο πλωτήρας ανήλθε σε 37.850 λίτρα αεροπορικής βενζίνης. Δεν είχε σήραγγα πρόσβασης. Η σφαίρα έπρεπε να φορτωθεί και να ξεφορτωθεί στο κατάστρωμα. Τα πρώτα ταξίδια περιγράφονται αναλυτικά στο βιβλίο «The Quiet World» του Jacques Cousteau. Όπως λέει η αφήγηση, «το σκάφος άντεξε γαλήνια την πίεση του βάθους, αλλά καταστράφηκε από μια μικρή σύγκρουση». Το FNRS-3 ήταν ένα νέο υποβρύχιο χρησιμοποιώντας τη σφαίρα του πληρώματος από το κατεστραμμένο FNRS-2 και έναν νέο, μεγαλύτερο πλωτήρα 75.700 λίτρων.
Το δεύτερο λουτρό Piccard αγοράστηκε από το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ από την Ιταλία το 1957. Έφερε δύο βάρη έρματος νερού και έντεκα δεξαμενές άνωσης που περιείχαν 120.000 λίτρα βενζίνης. Αργότερα, εφευρέθηκε το υποβρύχιο όχημα Poseidon.
Το 1960, το υποβρύχιο που μετέφερε τον γιο της Picard, Jacques και τον υπολοχαγό Don Walsh, έφτασε στο βαθύτερο γνωστό σημείο στην επιφάνεια της Γης - Challenger Deep στην τάφρο Mariana. Τα αερομεταφερόμενα συστήματα έδειξαν βάθος 37.800 ποδιών (11.521 m), αλλά αυτό διορθώθηκε στη συνέχεια στα 35.813 πόδια (10.916 m) για να ληφθούν υπόψη οι αλλαγές που προκαλούνται από την αλατότητα και τη θερμοκρασία.
Η συσκευή ήταν εξοπλισμένη με μια ισχυρή πηγή ενέργειας, η οποία, με το να φωτίζει ένα μικρό ψάρι σαν χωματόπανο, έθεσε το ερώτημα εάν υπήρχε ζωή σε τέτοια βάθη χωρίς την πλήρη απουσία φωτός. Το πλήρωμα του υποβρυχίου σημείωσε ότι ο πυθμένας αποτελούνταν από διατομή και ανέφερε ότι είδε κάποιο είδος χωματόπανου, μήκους περίπου 1 ποδιού και πλάτους 6 ιντσών, ξαπλωμένο στον πυθμένα της θάλασσας.
Το 1995, οι Ιάπωνες έστειλαν ένα αυτόνομο υποβρύχιο όχημα στο ίδιο βάθος, το οποίο όμως χάθηκε αργότερα στη θάλασσα. Το 2009, μια ομάδα από το Ωκεανογραφικό Ινστιτούτο Woods Hole έστειλε ένα ρομποτικό υποβρύχιο που ονομάζεται Nereus στον πυθμένα της τάφρου.
Εφεύρεση της βαθύσφαιρας
Το Bathysphere (από τα ελληνικά βαθύς, μπάνα, «βαθύ» και σφαῖρα, sphaira, «σφαίρα») ήταν ένα μοναδικό σφαιρικό υποβρύχιο βαθέων υδάτων που ελεγχόταν εξ αποστάσεως και κατέβαινε στον ωκεανό με καλώδιο. Χρησιμοποιήθηκε για μια σειρά καταδύσεων στις ακτές των Βερμούδων από το 1930 έως το 1934.
Η βαθύσφαιρα σχεδιάστηκε το 1928 και το 1929 από τον Αμερικανό μηχανικό Otis Barton και έγινε διάσημος όταν ο φυσιοδίφης William Beebe το χρησιμοποίησε για να μελετήσει την υποβρύχια άγρια ζωή. Από τη δομή της, η βαθύσφαιρα είναι κοντά σε ένα υποβρύχιο όχημα τορπίλης.
Οποιοδήποτε υποβρύχιο επανδρωμένο όχημα, ανεξάρτητα από τον σκοπό και το βάθος βύθισής του, μπορεί να αναπαρασταθεί με τη μορφή των ακόλουθων κύριων στοιχείων και συστημάτων: ανθεκτικό κύτος, ελαφρύ κύτος, σύστημα βύθισης-ανόδου, σύστημα εξισορρόπησης εξισορρόπησης, έκτακτης ανάγκης σύστημα έρματος, ένα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας, ένα συγκρότημα πρόωσης-διεύθυνσης, υδραυλικό σύστημα, σύστημα υποστήριξης ζωής πληρώματος, εξοπλισμός πλοήγησης, επικοινωνιών, φωτισμού και οργάνων.
Ανθεκτικό περίβλημα
Όλα τα συστήματα της συσκευής ελέγχονται και οδηγούνται από ένα πιλοτήριο που βρίσκεται μέσα σε ένα ανθεκτικό περίβλημα (PC). Ο υπολογιστής δέχεται εξωτερική πίεση νερού που αυξάνεται με κάθε μέτρο βύθισης. Αυτή η πίεση είναι πολύ υψηλή· απλώς θυμηθείτε την εμπειρία του Pascal με ένα βαρέλι που έσκασε ως αποτέλεσμα της πρόσκρουσης μιας στήλης νερού στους τοίχους του. Η επιτυχία και η ασφάλεια των υποβρύχιων καταβάσεων εξαρτώνται κυρίως από την αξιοπιστία του υπολογιστή, ο οποίος προστατεύει το πλήρωμα του υποβρύχιου οχήματος από τις επιπτώσεις της καταστροφικής πίεσης του νερού. Κατά το σχεδιασμό ενός υποβρύχιου οχήματος, το σχήμα και το πάχος των τοιχωμάτων της γάστρας ρυθμίζονται λαμβάνοντας υπόψη το βάθος εργασίας βύθισης και τον τύπο του υλικού από το οποίο κατασκευάζεται η γάστρα. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται κυρίως είναι χάλυβας υψηλής αντοχής, τιτάνιο και κράματα αλουμινίου. Το βέλτιστο σχήμα του σώματος θεωρείται αυτό με δεδομένο όγκο και δύναμη που εξασφαλίζει ελαφρύτερο βάρος. Ο λόγος του βάρους του υπολογιστή και της μετατόπισής του (όγκος πολλαπλασιασμένος με το ειδικό βάρος του νερού) καθορίζει την άνωση της συσκευής. όσο μικρότερο είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η άνωση της συσκευής. Αυτή η απαίτηση ικανοποιείται καλύτερα από το σφαιρικό σχήμα του υπολογιστή, αν και υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός απόυποβρύχια οχήματα με κυλινδρικές και ελλειψοειδείς γάστρες, στα οποία το πλήρωμα και ο εξοπλισμός βρίσκονται αρκετά βολικά. Η σφαίρα είναι πιο ομοιόμορφη στο σχεδιασμό της και ανθεκτική στην εξωτερική πίεση. Η τάση που προκύπτει σε ένα σφαιρικό υλικό PC, με την προϋπόθεση ότι η εξωτερική πίεση, η διάμετρος του σώματος και το πάχος του τοιχώματος είναι ίσα, είναι το ήμισυ της τάσης σε ένα κυλινδρικό σώμα. Τα υποβρύχια με σφαιρικούς υπολογιστές χρησιμοποιούνται σε όλο το εύρος βάθους. Λιγότερο συνηθισμένα είναι τα περιβλήματα που αποτελούνται από δύο ή περισσότερες σφαίρες που συνδέονται με μεταβάσεις. Συσκευές με κυλινδρικό σχήμα σώματος λειτουργούν σε βάθη από 100 έως 600 m (εξαιρούνται οι "Aluminaut" και "Sever-2"). Στιβαρά σώματα άλλων σχημάτων, για παράδειγμα, το σώμα "Deniz" σε σχήμα φακής, ευρεία εφαρμογήδεν βρέθηκε. Όποιο κι αν είναι το σχήμα των ισχυρών θηκών, η στεγανότητά τους εξαρτάται από έναν προσεκτικό σχεδιαστικό υπολογισμό της αντοχής και λαμβάνοντας υπόψη τις τάσεις που προκύπτουν στις περιοχές των κομμένων στοιχείων και των ανοιγμάτων για την καταπακτή, τις φινιστρίνιες και τις διάφορες εισόδους στους τοίχους του Η/Υ. Μετά την κατασκευή, ο υπολογιστής, κρεμασμένος με μεγάλο αριθμό μετρητών καταπόνησης για τη μέτρηση της πίεσης, υποβάλλεται σε δοκιμή πίεσης σε ένα θάλαμο δοκιμής. Οι τάσεις που προκύπτουν στα σημεία μέτρησης, ειδικά στις εγκοπές, δεν πρέπει να υπερβαίνουν την τιμή αντοχής διαρροής για το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένο το περίβλημα. Η χρήση νέων υλικών για την κατασκευή Η/Υ με υψηλή ειδική αντοχή (αναλογία αντοχής διαρροής προς πυκνότητα), αντοχή σε κρούση, αντοχή στη διάβρωση, ολκιμότητα, συγκολλησιμότητα και ευκολία κατεργασίας μπορεί να αυξήσει σημαντικά το βάθος βύθισης της συσκευής. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τα υποβρύχια Alvin, Sea Cliff και Turtle, στα οποία αντικαταστάθηκαν ανθεκτικές γάστρες από χάλυβα με κύτες από κράματα τιτανίου, που τους επέτρεψαν να λειτουργούν σε βάθη 4000 και 6000 m. Υψηλή ειδική αντοχή και χαμηλή πυκνότητα (4,5 g/cm3) τιτανίου, η υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό, η αντοχή στη διάβρωση και οι μη μαγνητικές ιδιότητες το τοποθετούν ανάμεσα στα πιο πολλά υποσχόμενα υλικά για την κατασκευή ανθεκτικών γάστρας και δομικών στοιχείων υποβρύχιων οχημάτων. Ταυτόχρονα, αναπτύσσονται και δοκιμάζονται χάλυβες ανώτεροι από το τιτάνιο σε αντοχή και ελαστικότητα, ικανοί να γίνουν ηγέτες στην παραγωγή γάστρας για εξοπλισμό βαθέων υδάτων. Οι χάλυβες με εξαιρετικά υψηλή αντοχή διαρροής και υψηλή αντοχή είναι πολλά υποσχόμενοι. Μέχρι στιγμής, τα μειονεκτήματα τέτοιων χάλυβων (NS 90, 10 Ni-8Co) είναι η ανεπαρκής ολκιμότητα και σκληρότητα, και αυτό οδηγεί σε μείωση της αξιοπιστίας σε κρούσεις. Τα κράματα αλουμινίου, που χρησιμοποιήθηκαν στα πρώτα στάδια της κατασκευής υποβρύχιων οχημάτων, λόγω της κακής συγκολλητικότητας και του χαμηλού συντελεστή ελαστικότητας, δίνουν τη θέση τους σε νέα υλικά.Ελαφρύ σώμα
Το ελαφρύ σώμα (LK) δίνει στη συσκευή μια ολοκληρωμένη εμφάνιση και βελτιστοποίηση, απαραίτητη για τη μείωση της υδροδυναμικής αντίστασης. Το σχήμα του LK καθορίζεται από τις δεδομένες διαστάσεις του υποβρύχιου οχήματος, το σχήμα και τις διαστάσεις του ισχυρού κύτους και την αρχή της τοποθέτησης ενός αριθμού εξωλέμβιων συστημάτων, όπως το σύστημα επιφάνειας κατάδυσης, τα συστήματα εξισορρόπησης και τα υδραυλικά συστήματα , κουτιά μπαταριών και κινητήρες. Οι πιο διαδεδομένες είναι οι μορφές LC σε σχήμα σταγόνας και τορπιλοειδούς. Ένας μικρός αριθμός συσκευών ("Deniz", "Deep Quest") έχουν ένα πεπλατυσμένο ή ελλειψοειδές ("Beaver-4") σχήμα του LC. Τα υποβρύχια μικρού βάθους, που έχουν κυλινδρικούς υπολογιστές, συνήθως κάνουν χωρίς LK ("Deep Diver"). Ως υλικά για την κατασκευή LC, πλαστικά από υαλοβάμβακα, πολυστρωματικά υλικά με βάση εποξειδική ρητίνη ενισχυμένη με ίνες Kevlar υψηλής αντοχής και συντακτικό (συντακτικό είναι ένα πλωτό υλικό από συντακτικό αφρό που μπορεί να αντέξει υψηλές πιέσεις, που αποτελείται από φαινολικά μικρομπαλόνια σε εποξειδικό υλικό πλήρωσης ), λιγότερο συχνά - ελαφρά κράματα αλουμινίου και τιτανίου. Η διαδικασία κατασκευής ενός LC από υαλοβάμβακα αποτελείται από τρία στάδια: κατασκευή ενός "blockhead" σύμφωνα με το σχέδιο του σώματος, κόλληση μιας μήτρας πάνω του και πλήρωση της μήτρας με στρώματα υαλοβάμβακα εμποτισμένα με ρητίνες. Το LC μπορεί να αποτελείται από πολλά στοιχεία. Το πάνω μέρος του είναι ένα κατάστρωμα με προστατευτικό καταπακτή LK. Το τμήμα της καρίνας κλείνει τις μπαταρίες. Στα πλαϊνά, το LC έχει αφαιρούμενες καταπακτές επιθεώρησης για τη συντήρηση των εξωλέμβιων συστημάτων.Σύστημα κατάδυσης/επιφανείας
Το σύστημα βύθισης-ανόδου εξασφαλίζει τη μετάβαση του υποβρύχιου οχήματος από την επιφάνεια στη θέση βύθισης και πίσω αλλάζοντας την άνωση. Στα πρώτα υποβρύχια οχήματα χωρίς καλώδια - τα λουτρά - επιτεύχθηκε η απαραίτητη άνωση με αλλαγή του όγκου της βενζίνης στον πλωτήρα και της ποσότητας βολής στις αποθήκες. Η βολή για τη ρύθμιση της άνωσης χρησιμοποιήθηκε επίσης στην επόμενη γενιά συσκευών ("Aluminaut", "Deep Quest", "Dovb", "Siana", "Sea Cliff"). Με την έλευση των συντακτικών σχεδιασμένων για μεγάλα βάθη, ικανές να αντισταθμίσουν σημαντικά το βάρος της συσκευής, κατέστη δυνατή η εγκατάλειψη μεγάλων και μη ασφαλών πλωτήρες βενζίνης και η σημαντική μείωση των διαστάσεων των υποβρύχιων οχημάτων. Τα σύγχρονα υποβρύχια οχήματα είναι εξοπλισμένα με κύριες δεξαμενές έρματος (CBT), οι οποίες έχουν αρκετά μεγάλο εσωτερικό όγκο που γεμίζει με θαλασσινό νερό όταν βυθίζονται. Το νερό εισέρχεται μέσω των αυλακώσεων της δεξαμενής, αντικαθιστώντας τον αέρα που εξέρχεται από τις ανοιχτές βαλβίδες εξαερισμού. Όταν η συσκευή ανεβαίνει, ο πιλότος έχει την ευκαιρία να φυσήξει τις δεξαμενές με αέρα από κυλίνδρους υψηλής πίεσης. Το φύσημα σταματά όταν εμφανίζονται φυσαλίδες αέρα από τις ράβδους. Πρέπει να σημειωθεί ότι η δυνατότητα πλήρους καθαρισμού του CGB περιορίζεται από την πίεση αέρα στον κύλινδρο και το βάθος στο οποίο βρίσκεται η συσκευή. Τυπικά, για οχήματα μικρού βάθους, χρησιμοποιείται αέρας συμπιεσμένος έως 200 atm· για οχήματα βαθέων υδάτων, η πίεση αέρα στους κυλίνδρους αυξάνεται σε 400 atm. Η παροχή αέρα στους κυλίνδρους πρέπει να είναι αρκετή για διπλό καθαρισμό του CHB. Σύστημα εξισορρόπησης-trim Το σύστημα ισοστάθμισης-trim (UDS) παρέχει ακριβή ρύθμιση της άνωσης ενός υποβρύχιου οχήματος, η οποία είναι απαραίτητη κατά τη στερέωση της θέσης του οχήματος στο έδαφος, το αντικείμενο μελέτης, την αιώρηση στο πάχος, την κατάδυση ή την ανάβαση με δεδομένη ταχύτητα. Ένας άλλος σκοπός του UDS είναι η αλλαγή της επένδυσης (ισοπέδωση της συσκευής ή παροχή κλίσης για εργασία σε ειδικές περιπτώσεις). Στα περισσότερα υποβρύχια επανδρωμένα οχήματα, η απαιτούμενη άνωση επιτυγχάνεται με την αντίστοιχη αλλαγή του βάρους του οχήματος με σταθερή μετατόπιση. Μια αύξηση του βάρους λόγω της πρόσληψης νερού έρματος συμβαίνει όταν οι δεξαμενές έρματος γεμίζονται με τη βαρύτητα ή με τη δύναμη. Η μείωση του βάρους λόγω της αφαίρεσης του έρματος συμβαίνει όταν οι αντλίες είναι ενεργοποιημένες για την άντληση νερού στη θάλασσα. Η φύση έλυσε αυτό το πρόβλημα πριν από εκατομμύρια χρόνια δημιουργώντας ένα μικρό ζωντανό υποβρύχιο όχημα - τον Ναυτίλο. Ο Ναυτίλος είναι ένα μαλάκιο με ένα υπέροχο στριμμένο κέλυφος, που ζει σε βάθη έως και 600. Ο Ναυτίλος αλλάζει εύκολα την άνωσή του, είτε αιωρείται στη στήλη του νερού είτε βυθίζεται κάτω. Η αχιβάδα παίρνει ή συμπιέζει νερό από έναν εσωτερικό σωλήνα που διατρέχει ολόκληρο το σπειροειδές κέλυφος, χωρισμένο σε σφραγισμένα διαμερίσματα. Η αντλία περικοπής αντλεί έρμα (νερό ή υδράργυρο) από τις δεξαμενές πλώρης προς τις δεξαμενές πρύμνης και αντίστροφα, αλλάζοντας έτσι την ποσότητα του έρματος και την επένδυση της συσκευής. Η δομή του UDS, εκτός από τις δεξαμενές και την αντλία trim, περιλαμβάνει: αντλίες θαλάσσιου νερού, βαλβίδες, φίλτρα, αγωγούς, περιοριστές ροής και τον πίνακα ελέγχου και παρακολούθησης του UDS. Οι αντλίες θαλασσινού νερού είναι η καρδιά του UDS· αντλούν νερό μέχρι το μέγιστο βάθος λειτουργίας της συσκευής. Οι ελεγχόμενες βαλβίδες δέχονται νερό στις δεξαμενές και επιτρέπουν την άντληση έρματος από την πλώρη στην πρύμνη και την πλάτη, καθώς και την άντληση νερού από τις δεξαμενές. Οι περιοριστές ροής τίθενται σε ισχύ σε περίπτωση βλάβης της βαλβίδας ή καταστροφής του αγωγού, όταν το θαλασσινό νερό εισέρχεται ορμητικά στις δεξαμενές και προκαλεί ανεξέλεγκτη βύθιση της συσκευής. Στον πίνακα ελέγχου, εκτός από τους διακόπτες on/off για βαλβίδες και αντλίες, υπάρχει ένδειξη της στάθμης του νερού στις δεξαμενές. Μια άλλη αρχή της ρύθμισης της άνωσης είναι η αλλαγή της μετατόπισης του υποβρύχιου οχήματος διατηρώντας μια σταθερή τιμή του βάρους του. Η λειτουργία του UDS μεταβλητής μετατόπισης (Argus) βασίζεται στην άντληση λαδιού από ανθεκτικές δεξαμενές σε ελαστικούς σάκους μεταβλητής, γεγονός που αυξάνει την άνωση της συσκευής. Η θετική άνωση σε αυτή την περίπτωση αυξάνεται με το βάρος του νερού, ο όγκος του οποίου είναι ισοδύναμος με τον όγκο του μεταβλητού. Το κούρεμα γίνεται με άντληση λαδιού στην πλώρη ή στην πρύμνη χρησιμοποιώντας την αντλία του συστήματος περικοπής. Σε ορισμένες συσκευές ("Mermaid"), η επένδυση αλλάζει μετακινώντας ένα φορτίο σε οριζόντιο επίπεδο, για παράδειγμα, ένα κουτί μπαταρίας χρησιμοποιώντας έναν υδραυλικό κύλινδρο.Σύστημα έρματος έκτακτης ανάγκης
Η πολυετής πρακτική στη λειτουργία υποβρύχιων επανδρωμένων οχημάτων έχει δείξει ότι μερικές φορές προκύπτουν αρκετά δυσάρεστες καταστάσεις στις οποίες ο πιλότος πρέπει να χρησιμοποιήσει το σύστημα έκτακτης ανόδου. Το σύστημα ανάδυσης έκτακτης ανάγκης προβλέπει την απελευθέρωση έρματος έκτακτης ανάγκης σε περιπτώσεις όπου είναι αδύνατη η χρήση του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής για τη λειτουργία αντλιών και κινητήρων, όταν υπάρχει ανεξέλεγκτη ροή θαλασσινού νερού στα συστήματα της συσκευής ή όταν η συσκευή έχει κολλήσει σε λάσπη χώμα, και η ισχύς των κάθετων μηχανών δεν είναι αρκετή για να ξεπλύνει το παχύρρευστο άρρωστο. Ως έρμα έκτακτης ανάγκης χρησιμοποιούνται κιβώτια βαριών μπαταριών, υδράργυρος από τις δεξαμενές περιποίησης, υδραυλική πτώση αγκύρωσης, άλλος εξωλέμβιος εξοπλισμός με σημαντική μάζα και, τέλος, βάρη μολύβδου ή μετάλλου. Η επαναφορά πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας εφεδρικές μπαταρίες ή squibs. Το φορτίο που συνδέεται με το στιβαρό αμάξωμα μπορεί επίσης να αποδεσμευτεί χειροκίνητα από την καμπίνα. Το συνολικό βάρος του έρματος έκτακτης ανάγκης πρέπει να υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη τη μέγιστη δυνατή αρνητική άνωση της συσκευής. Ο ρόλος του έρματος έκτακτης ανάγκης διαδραματίζεται επίσης από τη βολή που έχει σχεδιαστεί για τον έλεγχο της άνωσης (Τεργέστη-2), που τοποθετείται σε αποθήκες με ηλεκτρομαγνητικά ρολά. Οι περισσότερες συσκευές έχουν την ικανότητα να αποχωρίζονται εύκολα με κινητήρες, χειριστές και εξάρσεις που προεξέχουν πέρα από τα περιγράμματα του ελαφρού σώματος σε περίπτωση εμπλοκής σε δίχτυα ή καλώδια. Μια συντακτική σημαδούρα, βαμμένη σε έντονο πορτοκαλί, απελευθερώθηκε στην επιφάνεια και συνδεδεμένη με τη συσκευή με ένα ισχυρό μακρύ καλώδιο, σηματοδοτεί την τοποθεσία του ατυχήματος.Εργοστάσιο ηλεκτρισμού
Η κίνηση του οχήματος, η λειτουργία των κύριων στοιχείων και συστημάτων και η ικανότητα εκτέλεσης σύνθετων εργασιών σε βυθισμένη θέση για μεγάλο χρονικό διάστημα εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά του σταθμού παραγωγής ενέργειας (PP). Το EC περιλαμβάνει πηγές ενέργειας, μετατροπείς τάσης και εξαρτήματα που μεταφέρουν ρεύμα. Οι πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται στα υποβρύχια οχήματα χωρίζονται σε μπαταρίες, γεννήτριες ρεύματος με θερμικούς κινητήρες, κυψέλες καυσίμου και πυρηνικούς σταθμούς. Η συντριπτική πλειοψηφία των υποβρύχιων οχημάτων (95%) έχει μπαταρίες - μολύβδου-οξέος ή αλκαλικές (ασήμι-ψευδάργυρος, νικέλιο-κάδμιο). Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος εγκαθίστανται συχνότερα σε επανδρωμένα οχήματα και διακρίνονται για την αξιοπιστία τους (περίπου 1000 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης), την ευκολία συντήρησης και το χαμηλό κόστος. Στα μειονεκτήματά τους περιλαμβάνονται το σημαντικό βάρος, η χαμηλή (30 Vgh/kg) ειδική ενέργεια (ο λόγος του αποθέματος ενέργειας προς τη μάζα της πηγής) και η διακοπή λειτουργίας σε μεγάλες γωνίες κλίσης της συσκευής. Οι μπαταρίες αργύρου-ψευδάργυρου ("Sea Cliff") είναι 4 φορές πιο αποδοτικές από τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, ωστόσο, είναι πιο ευαίσθητες στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, δεν μπορούν να αντέξουν περισσότερους από 150 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης και είναι πολύ πιο ακριβές. Η ειδική ενέργεια των μπαταριών νικελίου-καδμίου ("Nautil", "Bentos-5") είναι κοντά σε αξία με την ειδική ενέργεια των μπαταριών μολύβδου-οξέος. Με μεγάλη διάρκεια ζωής (έως 2500 κύκλους), ανθεκτικότητα και ευκολία στη χρήση, οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου έχουν χαμηλή τάση (1,2 V ανά στοιχείο) και υψηλό κόστος. Οι μπαταρίες που συναρμολογούνται σε μια μπαταρία τοποθετούνται είτε μέσα σε μια ανθεκτική θήκη ("Aluminout"), είτε εξωτερικά - σε κουτιά γεμάτα με υγρό διηλεκτρικό και εξοπλισμένα με βαλβίδα για την απελευθέρωση αερίων που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια και μετά τη φόρτιση. Το σύστημα αντιστάθμισης εξωτερικής πίεσης χρησιμοποιεί αντισταθμιστές μεμβράνης ή εμβόλου. Ορισμένα οχήματα ("Shinkai", "Tours") χρησιμοποιούν γεννήτριες ντίζελ που επαναφορτίζουν τις μπαταρίες και εξασφαλίζουν κίνηση στην επιφάνεια. Οι κυψέλες καυσίμου δοκιμάστηκαν σε μια εγκατάσταση 10 kW στους αμερικανικούς πυραύλους Apollo πριν χρησιμοποιηθούν σε υποβρύχια. Σε μια μπαταρία που αποτελείται από κυψέλες καυσίμου, οι δραστικές ουσίες βρίσκονται σε εξωτερικές δεξαμενές και τροφοδοτούνται στα ηλεκτρόδια σταδιακά καθώς καταναλώνονται. Η διάρκεια λειτουργίας καθορίζεται από τα αποθέματα δραστικών (ανοδικών) ουσιών και οξειδωτικού παράγοντα (καθοδική ουσία). Ως δραστικές ουσίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντιδραστήρια οξυγόνου-υδρογόνου, υδραζίνης-υπεροξειδίου και υδραζίνης-οξυγόνου (Star-1, Dean Quest). Λόγω της χαμηλής τους απόδοσης, οι ηλεκτροχημικές γεννήτριες υδραζίνης δεν έχουν ακόμη βρει ευρεία χρήση στην υποβρύχια τεχνολογία. Επιπλέον, όταν χρησιμοποιούνται κυψέλες καυσίμου με υγρό ηλεκτρολύτη, δεν αποκλείεται η διαρροή, η διάβρωση και η επίδραση άκρως τοξικών ουσιών στους ανθρώπους. Η ασφαλέστερη από αυτή την άποψη είναι η χρήση κυψελών καυσίμου με στερεό πολυμερή ηλεκτρολύτη σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας. Μια μπαταρία 130 τέτοιων στοιχείων με ενεργό εμβαδόν περίπου 4 m2 παρέχει ισχύ 17 kW σε τάση 120 V και ενεργειακή χωρητικότητα 96 kW/h. Για το αμερικανικό ερευνητικό υποβρύχιο HP-1, δημιουργήθηκε ένας πυρηνικός σταθμός ατμοστροβίλου. Έχοντας μια σειρά από πλεονεκτήματα, οι πυρηνικές εγκαταστάσεις εξακολουθούν να είναι πιο κατάλληλες για υποβρύχια μεγάλου εκτοπίσματος. Οι εργασίες για τη δημιουργία νέων σταθμών παραγωγής ενέργειας για υποβρύχια οχήματα πραγματοποιούνται κατά μήκος της διαδρομής μείωσης των διαστάσεων και αύξησης της ειδικής ενέργειάς τους.Σύμπλεγμα πρόωσης και διεύθυνσης
Το σύμπλεγμα πρόωσης και διεύθυνσης (PSC) διασφαλίζει την κίνηση και τους ελιγμούς του υποβρύχιου οχήματος σε υποβρύχιες και επιφανειακές θέσεις. Η ΛΔΚ αποτελείται από προωθητές κίνησης, που επιτρέπουν μεταφορική κίνηση, και προωθητές ελιγμών, που χρησιμοποιούνται για κάθετη κίνηση, συμπεριλαμβανομένης της ασφαλούς προσγείωσης στο έδαφος και ελιγμών. στροφές, κινούνται με υστέρηση, αλλαγή κατεύθυνσης κίνησης αντίστροφα, κίνηση σε στενές περιοχές. Τα παθητικά πηδάλια και οι σταθεροποιητές, που δημιουργούν δυνάμεις ελέγχου ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με το νερό, είναι αναποτελεσματικά λόγω της χαμηλής ταχύτητας των περισσότερων υποβρύχιων οχημάτων. Για την εκτέλεση πολύπλοκων ελιγμών, τα σύγχρονα υποβρύχια οχήματα χρησιμοποιούν προωθητές σε περιστροφικές κολώνες και έλικες που είναι εγκατεστημένοι μέσα σε οριζόντιους και κατακόρυφους άξονες σε ένα ελαφρύ κύτος. Οι ηλεκτροκινητήρες συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιούνται ως ηλεκτρική κίνηση για τη ΛΔΚ και λιγότερο συχνά - εναλλασσόμενο ρεύμα . Μερικές φορές χρησιμοποιούνται προωστήρες νερού με τροφοδοσία ηλεκτροϋδραυλικής αντλίας - απλοί και αξιόπιστοι, αλλά με χαμηλή απόδοση και ταχύτητα ("Deniz", "Tankay"). Πολλές συσκευές είναι εξοπλισμένες με υδραυλικούς έλικες ("MIR-1", "MIR-2"). Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος στεγάζονται σε ξεχωριστό ανθεκτικό περίβλημα. Ο άξονας εξόδου ενός τέτοιου κινητήρα πρέπει να σφραγίζεται με τσιμούχα λαδιού· σε υψηλές πυκνότητες ρεύματος, υπάρχει κίνδυνος υπερθέρμανσης των περιελίξεων. Αυτή η επιλογή χρησιμοποιείται για υποβρύχια μικρού βάθους. Τα πλεονεκτήματα μιας ηλεκτρικής κίνησης DC είναι η ευκολία ελέγχου της ταχύτητας, το χαμηλό βάρος, η υψηλή απόδοση και η αξιοπιστία. Οι υποβρύχιοι κινητήρες συνεχούς ρεύματος στεγάζονται σε περιβλήματα γεμάτα με υγρό διηλεκτρικό. Για την αντιστάθμιση της εξωτερικής πίεσης, τα περιβλήματα είναι εξοπλισμένα με αντισταθμιστές. Το υγρό διηλεκτρικό (κηροζίνη ή λάδι) έχει καλή θερμική αγωγιμότητα, επομένως, είναι δυνατό να αυξηθούν τα ηλεκτρομαγνητικά φορτία στον κινητήρα. Τα μειονεκτήματα τέτοιων κινητήρων είναι η πιθανότητα μειωμένης μόνωσης περιελίξεων λόγω της διείσδυσης της σκόνης της βούρτσας μαζί με το υγρό και την τριβή των περιστρεφόμενων μερών έναντι του διηλεκτρικού. Μια άλλη επιλογή για έναν υποβρύχιο ηλεκτρικό κινητήρα είναι ένας κινητήρας AC που λειτουργεί απευθείας στο νερό. Η μάζα ενός τέτοιου κινητήρα, σε σύγκριση με τη μάζα ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος της ίδιας ισχύος, είναι μικρότερη, αλλά η χρήση εναλλασσόμενου ρεύματος απαιτεί την παρουσία ενός μετατροπέα που βρίσκεται μέσα στον υπολογιστή ή σε ένα ξεχωριστό ανθεκτικό περίβλημα, το οποίο αυξάνει σημαντικά την βάρος του υποβρύχιου οχήματος. Ο αριθμός των προωθητών και οι θέσεις εγκατάστασής τους καθορίζονται από τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά και τον σκοπό του υποβρύχιου οχήματος. Η αρχή της εύλογης επάρκειας ικανοποιείται από ένα σχήμα με τρεις προωθητές: μια μονάδα πρόωσης πρύμνης σε περιστρεφόμενο ακροφύσιο και δύο επί του σκάφους που αλλάζουν θέση στο κατακόρυφο επίπεδο εντός 180° ("MIR-1", "MIR-2"). Το υποβρύχιο επανδρωμένο όχημα «Pysis» είναι εξοπλισμένο με μόνο δύο ενσωματωμένες έλικες τοποθετημένες σε περιστροφική ράβδο. Η συσκευή κατάδυσης Inspection διαθέτει τρία ζεύγη άκαμπτα σταθεροποιημένων προωθητών. Δύο κύριοι προωθητήρες (6 kW) βρίσκονται στα πλάγια στο πίσω μέρος, δύο κάθετοι (3 kW) βρίσκονται στην πλώρη και οι πρύμνης άξονες του ελαφρού κύτους, δύο υποβρύχιοι ηλεκτρικοί κινητήρες DC (1 kW) είναι στερεωμένοι επάνω τις δεξαμενές ισοπέδωσης και περιποίησης. Οι έλικες πρόωσης που εκτείνονται πέρα από το LC προστατεύονται με εξαρτήματα που προστατεύουν τα πτερύγια της προπέλας από την επαφή με στερεά σώματα. Επιπλέον, το ακροφύσιο περιορίζει τη ροή και αυξάνει την ταχύτητα του νερού που ρέει μέσα από τα πτερύγια της προπέλας, αυξάνει δηλαδή την απόδοση της μονάδας πρόωσης.Υδραυλικό σύστημα
Το υδραυλικό σύστημα περιλαμβάνει: μονάδα αντλίας ισχύος που παρέχει την απαραίτητη πίεση στο σύστημα, βαλβίδες ελέγχου, αντισταθμιστές που εξισορροπούν την εσωτερική και εξωτερική πίεση, συσσωρευτές ρευστού εργασίας, αγωγούς και ενεργοποιητές - υδραυλικούς κύλινδρους και υδραυλικούς κινητήρες που κινούν έλικες, ανασυρόμενες και περιστροφικές συσκευές. χειριστές και υποβρύχια όργανα. Το λάδι χρησιμοποιείται ως ρευστό εργασίας, το οποίο, εκτός από την κύρια λειτουργία του - τη μεταφορά υδραυλικής ενέργειας - παρέχει λίπανση των ενεργοποιητών. Η μονάδα αντλίας παρέχει υγρό εργασίας για την κίνηση υδραυλικών κινητήρων και κυλίνδρων και αποτελείται από έναν υποβρύχιο ηλεκτροκινητήρα με μία ή περισσότερες αντλίες. Οι αντλίες είναι κλεισμένες σε περιβλήματα, γεμάτα με λάδι και μπορούν να ελεγχθούν για χωρητικότητα και κατεύθυνση ροής. Τις περισσότερες φορές, τα υποβρύχια οχήματα είναι εξοπλισμένα με υδραυλικές αντλίες και υδραυλικούς κινητήρες που έχουν υποστεί καλός έλεγχος στην αεροπορία και τη διαστημική τεχνολογία. Η ρύθμιση της κατεύθυνσης τροφοδοσίας του ρευστού εργασίας, του ρυθμού ροής και της πίεσης του πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας συσκευές που ενημερώνουν για την πίεση λαδιού στο σύστημα, τη θερμοκρασία, τη στάθμη λαδιού στους αντισταθμιστές, το ρεύμα του ηλεκτροκινητήρα του αντλιοστασίου. Τα προβλήματα που προκύπτουν κατά τη λειτουργία των υδραυλικών κινητήρων σχετίζονται με την αύξηση του ιξώδους και της συμπιεστότητας του λαδιού, καθώς και με πτώση πίεσης στο σύστημα με αυξανόμενο βάθος βύθισης. Ως αποτέλεσμα, η ήδη χαμηλή απόδοση των υδραυλικών κινητήρων μειώνεται. Παρόλα αυτά, η ευρεία χρήση των υδραυλικών κινητήρων σε υποβρύχια οχήματα οφείλεται στη δυνατότητα γρήγορης εκκίνησης και στάσης, σε ένα ευρύ φάσμα ταχυτήτων και δυνάμεων. Η συντριπτική πλειοψηφία των υποβρυχίων είναι εξοπλισμένα με χειριστές ή μηχανικούς «βραχίονες». Συχνά ένας από τους χειριστές κρατά τη συσκευή στη θέση που είναι απαραίτητη για την εργασία στο αντικείμενο και ο δεύτερος χρησιμοποιείται ως εργαλείο εργασίας. Οι πρώτοι χειριστές ήταν εξοπλισμένοι με χειροκίνητη κίνηση με μηχανικές ράβδους που περνούσαν μέσα από τις εισόδους σε μια στιβαρή θήκη. Οι σύγχρονοι χειριστές έχουν υδραυλική κίνηση και οδηγούνται από διακόπτες που είναι τοποθετημένοι στη λαβή ελέγχου - joystick. Οι απλές κινήσεις ελέγχονται από βαλβίδες διακόπτη ροής, οι πιο σύνθετες από αναλογικές βαλβίδες και η ταχύτητα κίνησης εξαρτάται από το πλάτος της εκτροπής της λαβής του joystick. Η κίνηση του χεριού ή η λαβή του μηχανικού «χεριού», η συμπίεση και η δύναμή του ελέγχονται από ηλεκτροϋδραυλικές συσκευές - σερβοβαλβίδες, οι οποίες παρέχουν ροή ρευστού ανάλογη με το ηλεκτρικό σήμα που τους παρέχεται. Για να εκτελέσει πολύπλοκες υποβρύχιες λειτουργίες, ο χειριστής πρέπει να εκτελέσει τουλάχιστον έξι ανεξάρτητες κινήσεις. Η λειτουργικότητα των χειριστών επεκτείνεται με τη χρήση διαφόρων τύπων υποβρύχιων οργάνων. Τα υδραυλικά εργαλεία έχουν υδραυλικούς συνδέσμους και είναι συνδεδεμένα με τον χειριστή. Αυτό το εργαλείο μπορεί να είναι γραμμικό (κόφτες καλωδίων) και περιστρεφόμενο (διάφοροι δίσκοι και τρυπάνια). Οι κύριες απαιτήσεις στην επιλογή και το σχεδιασμό των υδραυλικών συστημάτων, χειριστών και εργαλείων είναι η αξιοπιστία, η υψηλή απόδοση, η συμπαγή και το χαμηλό βάρος. Σύστημα υποστήριξης ζωής πληρώματος Το σύστημα υποστήριξης ζωής του πληρώματος (CLS) χρησιμεύει για τη διασφάλιση της υποστήριξης ζωής του πληρώματος υποβρύχιου οχήματος κατά τη διάρκεια της κατάδυσης. Η κανονική διάρκεια της εργασιακής κατάβασης είναι 10-12 ώρες, ενώ η έκτακτη παροχή LSS είναι τουλάχιστον τρεις ημέρες. Το πρότυπο σύνολο του συστήματος αποτελείται από τα ακόλουθα μέσα: - παροχή οξυγόνου. - απορρόφηση διοξειδίου του άνθρακα και επιβλαβών ακαθαρσιών. - διατήρηση κανονικών συνθηκών θερμοκρασίας και υγρασίας. - ανάλυση αερίων και ένδειξη παραμέτρων της ατμόσφαιρας του κατοικήσιμου διαμερίσματος. Από τη στιγμή που κλείνει η καταπακτή του υποβρύχιου οχήματος, το πλήρωμα αποκόπηκε από έξω κόσμος, παραμένει στο κατοικήσιμο διαμέρισμα. Η σύνθεση του αέρα στο διαμέρισμα δεν πρέπει να διαφέρει από την κανονική ατμοσφαιρικός αέραςπου αναπνέει ένα άτομο. Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο της ατμόσφαιρας στο επίπεδο της θάλασσας είναι τυπικά 21%. Θεωρείται ακίνδυνο να μειωθεί η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο 16%. Εάν το επίπεδο οξυγόνου πέσει στο 10%, τότε το άτομο αρχίζει να εμφανίζει υποξία, τα σημάδια της οποίας είναι αδυναμία, μπλε χείλη, κακός συντονισμός των κινήσεων και, τελικά, απώλεια συνείδησης. Η αυξημένη μερική πίεση του οξυγόνου προκαλεί τοξικότητα οξυγόνου, η οποία πρώιμα στάδιαπου κάνει ένα άτομο να ζαλίζεται, εμφανίζεται ναυτία και οι μύες του προσώπου αρχίζουν να συσπώνται ακούσια. Ένα άλλο πρόβλημα είναι η υπερβολική συγκέντρωση οξυγόνου. Όταν η ογκομετρική συγκέντρωση του οξυγόνου υπερβαίνει το όριο του 25%, υλικά που είναι πυρίμαχα σε φυσιολογικές συνθήκες, γίνονται εύφλεκτα. Ακόμη και ο χάλυβας σε ατμόσφαιρα 100% οξυγόνου θα καεί βίαια. Επομένως, όλα τα υλικά που χρησιμοποιούνται στο κατοικήσιμο κύτος πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο ανθεκτικά στη φωτιά. Φυσικά, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο διαμέρισμα δεν καθορίζεται από φυσιολογικά συμπτώματαμέλη του πληρώματος, για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται ειδικοί αναλυτές αερίων, οι οποίοι καθιστούν δυνατό τον ακριβή προσδιορισμό της συγκέντρωσης οξυγόνου στην περιοχή από 0-25%. Οι αναλυτές αερίων είναι εξοπλισμένοι με ηχητικούς και φωτεινούς συναγερμούς που προειδοποιούν για χαμηλή ή υψηλή συγκέντρωση όγκου. Το οξυγόνο που χρειάζεται για την αναπνοή αποθηκεύεται σε φιάλες. Ο κύλινδρος στη θέση εργασίας είναι εξοπλισμένος με μειωτήρα με ρυθμιστή ροής. Κατά μέσο όρο, ένα άτομο καταναλώνει περίπου 25 λίτρα οξυγόνου την ώρα. Έτσι, ένα πλήρωμα τριών ατόμων θα χρειαστεί περίπου 5400 λίτρα οξυγόνου για τρεις ημέρες. Ως αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας, το ανθρώπινο σώμα εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα και επιβλαβείς ακαθαρσίες, όπως CO, H2S κ.λπ. Είναι επιθυμητό να διατηρείται η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στο επίπεδο του 0,03% στο κατοικήσιμο διαμέρισμα. Το επιτρεπόμενο όριο συγκέντρωσης CO2 θεωρείται ότι είναι 1,5%. Σε ένα υποβρύχιο όχημα, ο αέρας καθαρίζεται αντλώντας αέρα με ανεμιστήρες μέσα από δοχεία γεμάτα με ειδικά απορροφητικά χημικά. Πίσω στο 1620, ο Ολλανδός Cornelius van Drebbel μίλησε για την ανάγκη αναγέννησης της «πεμπτουσίας του αέρα». Ως απορροφητής χρησιμοποιείται υδροξείδιο νατρίου ή λιθίου. Εκτός από τις κασέτες εργασίας, πρέπει να υπάρχει ένα απόθεμα ερμητικά συσκευασμένου απορροφητή στο πλοίο. Η ποσότητα του υπολογίζεται με βάση παραμέτρους όπως η μέση ανθρώπινη εκπομπή CO2, (20 l/h) και η ικανότητα απορρόφησης 1 kg ουσίας (πάνω από 100 l). Για την απορρόφηση άλλων επιβλαβών ακαθαρσιών που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα του διαμερίσματος, χρησιμοποιείται Ενεργός άνθρακας. Εκτός από τους αναλυτές αερίων, η συγκέντρωση των αερίων στην ατμόσφαιρα του διαμερίσματος μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας ένα σύνολο σωλήνων ένδειξης μέτρησης, το γέμισμα των οποίων αλλάζει χρώμα όταν υπάρχει ένα συγκεκριμένο αέριο στον αέρα. Η κράτηση μέσων ανάλυσης αερίου είναι σημαντικό σημείοκατά την ολοκλήρωση ενός συστήματος υποστήριξης ζωής. Κατά τη διάρκεια της κατάδυσης της συσκευής, το κατοικήσιμο κύτος ψύχεται σταδιακά και εμφανίζονται σταγόνες συμπύκνωσης στους τοίχους. Μπορείτε να μειώσετε την υπερβολική υγρασία τοποθετώντας κόκκους πυριτικής πηκτής σε μία από τις κασέτες και αλλάζοντας την καθώς γίνεται κορεσμένη με υγρασία. Ο έλεγχος τέτοιων ατμοσφαιρικών παραμέτρων όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, η πίεση, πραγματοποιείται από συσκευές - ένα θερμόμετρο, ένα υγρόμετρο και ένα βαρόμετρο. Συνήθως, κατά τις καταβάσεις σε βαθιά νερά, η συσκευή κρυώνει και η θερμοκρασία στην καμπίνα ρυθμίζεται στους 10-12°C. Για να διατηρήσουν άνετες συνθήκες εργασίας, οι υδροναύτες πρέπει να φορούν μάλλινα ρούχα και ζεστές φόρμες. Τι πρέπει να έχουν οι υδροναύτες σε περίπτωση απρόβλεπτων και έκτακτων καταστάσεων; Πρώτον, προμήθειες οξυγόνου και απορροφητή, δεύτερον, απόθεμα πόσιμου νερού και τροφής, τρίτον, ένα καλά εφοδιασμένο κιτ πρώτων βοηθειών και, τέταρτον, κιτ εργαλείων. Η εξωτερική μεταγωγή του ηλεκτρικού εξοπλισμού του υποβρύχιου οχήματος παρέχεται από στυπιοθλίπτες καλωδίων, ερμητικές συνδέσεις και μονάδες γεμιστές με λάδι. Συχνά η αιτία πυρκαγιάς στο σκάφος είναι ένα βραχυκύκλωμα υπό την επίδραση θαλασσινού νερού που έχει διεισδύσει μέσω κατεστραμμένων σφραγίδων στεγανοποιήσεων πίεσης. Για την αποφυγή πυρκαγιάς, εγκαθίσταται ένας διακόπτης έκτακτης ανάγκης που απενεργοποιεί εξ αποστάσεως την παροχή ρεύματος σε όλους τους καταναλωτές. Σε περίπτωση ενεργοποίησης της καύσης και του καπνού στο διαμέρισμα, το πλήρωμα μπορεί να χρησιμοποιήσει πυροσβεστήρες διοξειδίου του άνθρακα και αναπνευστική συσκευή έκτακτης ανάγκης σχεδιασμένη για 4-5 ώρες λειτουργίας. Και τέλος, το ερώτημα που ενδιαφέρει πολλούς είναι το λεγόμενο σύστημα ανεμιστήρων. Στην πραγματικότητα, αυτό το ζήτημα επιλύεται πολύ απλά με τη βοήθεια ερμητικά σφραγισμένων πλαστικών και πολυαιθυλενικών δοχείων και, όπως δείχνει η πρακτική, χρησιμοποιούνται αρκετά σπάνια.Πλοήγηση και επικοινωνία
Το πλήρωμα του υποβρύχιου οχήματος κατά τη διάρκεια της κατάδυσης ανά πάσα στιγμή θα πρέπει να είναι σε θέση να προσδιορίζει τις συντεταγμένες τους και να επικοινωνεί τόσο με το σκάφος υποστήριξης ή το σκάφος στην επιφάνεια όσο και με άλλα υποβρύχια οχήματα που λειτουργούν κάτω από το νερό. Μέρος εξοπλισμό πλοήγησης, με το οποίο είναι εξοπλισμένη η συσκευή, περιλαμβάνει: γυροσκοπική πυξίδα, μαγνητική πυξίδα, σόναρ και υδροακουστικό σύστημα πλοήγησης. Η πυξίδα επιτρέπει στον πιλότο να ακολουθήσει την επιλεγμένη διαδρομή. Απαιτείται σόναρ κατά την αναζήτηση αντικειμένων και για την εξασφάλιση ασφαλούς διέλευσης από δύσκολα εδάφη. Το υδροακουστικό σύστημα λειτουργεί σε συνδυασμό με αναμεταδότες και το σύστημα πλοήγησης του πλοίου. Οι αναμεταδότες εξοπλισμένοι με πομπούς, μαζί με πλευστικούς φραγμούς, φωτεινούς φάρους και ραδιοφάρους, κατεβαίνουν στον πυθμένα στην περιοχή του επιλεγμένου χώρου δοκιμών, όπου το ανάγλυφο είναι ήδη αρκετά γνωστό ως αποτέλεσμα μετρήσεων από το σκάφος. Στη συνέχεια, ο χώρος δοκιμής βαθμονομείται, κατά την οποία κάθε φάρος μετράται από ένα σκάφος με διαφορετικές πλευρές. Τα δεδομένα για τις απόλυτες συντεταγμένες ενός πλοίου που περνά πάνω από τους φάρους προέρχονται από πολλούς δορυφόρους. Ως αποτέλεσμα της βαθμονόμησης, λαμβάνονται οι ακριβείς συντεταγμένες των φάρων και οι τρέχουσες λοξές αποστάσεις από αυτούς. Η μονάδα πλοήγησης που είναι εγκατεστημένη στο όχημα μετρά το χρόνο μεταξύ των αιτημάτων από φάρους και των απαντήσεων από αυτούς και υπολογίζει την απόσταση από τους φάρους στο υποβρύχιο όχημα. Στην οθόνη ενδείξεων, ο χειριστής βλέπει τα σημεία τοποθέτησης του φάρου και την τρέχουσα θέση της συσκευής. Οι αναμεταδότες καλούνται στην επιφάνεια από ένα πλοίο ή ένα όχημα. Οι αναμεταδότες με μπλοκ άνωσης αποσυνδέονται από το φορτίο και επιπλέουν στην επιφάνεια. Η επικοινωνία μεταξύ του υποβρύχιου οχήματος και του σκάφους υποστήριξης ή της βάσης στην ακτή πραγματοποιείται με χρήση ασύρματου VHF με εμβέλεια άνω των 10 μιλίων. Το υποβρύχιο σύστημα ακουστικής επικοινωνίας είναι εγκατεστημένο στη συσκευή, το σκάφος και το σκάφος. Για τη μετάδοση πληροφοριών, το σύστημα χρησιμοποιεί τη διάδοση ακουστικών κυμάτων στο νερό. Ο εξοπλισμός υποβρύχιων επικοινωνιών επιτρέπει τη μετάδοση ομιλίας και δεδομένων μέσω ενός καναλιού τηλεμετρίας Υποβρύχιος φωτισμός Η ροή του ηλιακού φωτός που εισέρχεται στο θαλασσινό νερό εξασθενεί γρήγορα με την αύξηση του βάθους. Μόνο το ένα εκατοστό του φτάνει σε βάθος 100 μ. Ακόμη και μια φωτεινή ηλιόλουστη μέρα, το λυκόφως δίνει τη θέση του στο σκοτάδι σε βάθος 200 μ. Φυσικά, ένα υποβρύχιο όχημα που εκτελεί καθήκοντα εντοπισμού, παρατήρησης, τηλεόρασης και κινηματογράφησης δεν έχει τίποτα να κάνει σε μεγάλα βάθη χωρίς τεχνητός φωτισμός. Τον 19ο αιώνα, οι καυστήρες πετρελαίου χρησιμοποιούνταν ως υποβρύχιες λάμπες. Αντικαταστάθηκαν από ηλεκτρικούς λαμπτήρες, πρώτα με άνθρακα και στη συνέχεια με νήμα βολφραμίου. Στη δεκαετία του τριάντα του 20ου αιώνα, ο A. A. Gershun ανέπτυξε και δοκίμασε λαμπτήρες με λαμπτήρες καθρέφτη. Με την έλευση νέων υλικών και τεχνολογιών, οι υποβρύχιοι λαμπτήρες έχουν γίνει πιο αξιόπιστοι και ασφαλείς. Ποια προβλήματα πρέπει να αντιμετωπίσουν οι σχεδιαστές συσκευών υποβρύχιου φωτισμού; Πρώτον, αυτές είναι οι συγκεκριμένες οπτικές ιδιότητες του θαλασσινού νερού, οι οποίες επηρεάζουν τη διάδοση του φωτός. Η φωτεινή ροή, έχοντας περάσει από ένα στρώμα νερού, θα βγει εξασθενημένη. Χωρίς να μπούμε σε λεπτομέρειες, σημειώνουμε ότι η εξασθένηση του φωτός συμβαίνει λόγω απορρόφησης και σκέδασης. Η απορρόφηση είναι η διαδικασία μετατροπής μέρους της ροής της φωτεινής ενέργειας σε θερμική και χημική ενέργεια, που προκαλείται από επιλεκτική απορρόφηση από μόρια νερού και ουσίες διαλυμένες στο νερό. Η διασπορά προκαλείται από την άνιση πυκνότητα του θαλασσινού νερού και την παρουσία αιωρούμενων σωματιδίων σε αυτό και συνίσταται στην απόκλιση φωτεινή ροή από την αρχική κατεύθυνση ως αποτέλεσμα πολλαπλών συγκρούσεων με σωματίδια. Η ένταση της απορρόφησης και της σκέδασης εξαρτάται από τη φασματική σύνθεση της ακτινοβολίας. Έτσι, η απορρόφηση είναι μεγάλη για το μεγάλο μήκος κύματος (κόκκινο) μέρος του φάσματος και η σκέδαση είναι ισχυρότερη στο εύρος μικρού μήκους κύματος (ιώδες). Η συνδυασμένη επίδραση της απορρόφησης και της σκέδασης καθορίζει τη μετάδοση του φωτός του θαλασσινού νερού. Η καμπύλη μετάδοσης έχει μια κορυφή στην περιοχή από 450 έως 550 nm., δηλαδή, μέρος του φωτός με φάσμα από βιολετί έως κιτρινοπράσινο θα περάσει από το συνηθισμένο θαλασσινό νερό με λιγότερα προβλήματα. Η μέγιστη φασματική ακτινοβολία της φωτεινής πηγής, η οποία πρέπει να βρίσκεται σε ένα υποβρύχιο όχημα, θα πρέπει να πέφτει στην περιοχή της υψηλότερης μετάδοσης φωτός από το θαλάσσιο νερό και να πλησιάζει τα 500 nm. Εκτός από αυτήν την κατάσταση, είναι επιθυμητό η απόδοση φωτός (ο λόγος της φωτεινής ροής του λαμπτήρα προς την κατανάλωση ισχύος) να είναι όσο το δυνατόν υψηλότερη. Το 1959, προστέθηκε ιώδιο στο αδρανές αέριο που γεμίζει μια συνηθισμένη λάμπα πυρακτώσεως. Αυτό εξασφάλισε ότι η φωτεινότητα παρέμεινε σταθερή για σχεδόν όλη τη διάρκεια ζωής της λάμπας. Έτσι εμφανίστηκαν οι λαμπτήρες αλογόνου. Τώρα αυτοί οι λαμπτήρες, αρκετά αξιόπιστοι και συμπαγείς, χρησιμοποιούνται ευρέως σε συσκευές φωτισμού υποβρύχιων οχημάτων. Η αρνητική πλευρά των λαμπτήρων αλογόνου είναι η χαμηλή απόδοση φωτός τους (20 lm/W) και, αν και ευρύ, το φάσμα εκπομπών μετατοπίζεται στην περιοχή του κόκκινου-κίτρινου. Ένας άλλος τύπος λαμπτήρων είναι οι λαμπτήρες εκκένωσης αερίου. Γυαλίζουν χάρη σε μια ηλεκτρική εκκένωση στο πληρωτικό αερίου. Το πληρωτικό είναι ατμός υδραργύρου υπό πίεση. Ως αποτέλεσμα της προσθήκης ιωδιούχου θαλλίου και δυσπροσίου στον υδράργυρο, λαμβάνονται λαμπτήρες ιωδίου θαλλίου με υψηλή φωτεινή απόδοση (75 lm/W). Η μέγιστη ακτινοβολία από τέτοιους λαμπτήρες πέφτει ακριβώς στο πράσινο τμήμα του φάσματος. Τα μειονεκτήματα των λαμπτήρων εκκένωσης αερίου περιλαμβάνουν την παρουσία εξοπλισμού εκκίνησης και ελέγχου, μακρά περίοδο καύσης, ανάγκη χρήσης εξοπλισμού καταστολής θορύβου και υποχρεωτική ψύξη πριν την εκ νέου ενεργοποίηση. Η τρίτη επιλογή είναι οι λαμπτήρες νατρίου υψηλής πίεσης με ευρύ φάσμα και φωτεινή απόδοση που υπερβαίνει τα 100 lm/W. Αφού επιλέξετε μια πηγή φωτός, καθορίζονται τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού της συσκευής φωτισμού. Η τυπική σύνθεση μιας τέτοιας συσκευής είναι: μια πηγή φωτός, ένα περίβλημα με υποδοχή, ένας ανακλαστήρας, μια προστατευτική θυρίδα ή γυάλινο κέλυφος και ένας ερμητικά σφραγισμένος σύνδεσμος για τη σύνδεση του καλωδίου τροφοδοσίας. Σε συσκευές σχεδιασμένες για μικρά βάθη, η πηγή φωτός μπορεί να λειτουργήσει απευθείας στο νερό. Η πηγή φωτός των συσκευών με βάθος εργασίας άνω των 200 m προστατεύεται από την εξωτερική πίεση με ανθεκτικό γυαλί. Τα κύρια δομικά υλικά για την κατασκευή περιβλημάτων λαμπτήρων είναι: το αλουμίνιο και τα κράματά του, το τιτάνιο και οι ανοξείδωτοι χάλυβες. Εάν το σώμα της συσκευής είναι αρκετά ανθεκτικό, πρέπει να πληροί τα ελάχιστα χαρακτηριστικά βάρους και μεγέθους. Οι διαστάσεις της συσκευής φωτισμού εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το σχήμα και τις διαστάσεις των ανακλαστήρων, οι οποίοι επιλέγονται σε κάθε περίπτωση σύμφωνα με την καμπύλη φωτεινής έντασης που κατανέμεται στο χώρο. Για υποβρύχιες εργασίες, λαμπτήρες με στενό κατευθυντικό φως και υψηλή γωνίαδιασκόρπιση. Στην πράξη, ανάλογα με τους στόχους κάθε κατάδυσης και τα οπτικά χαρακτηριστικά του νερού στην περιοχή κατάδυσης, οι ανακλαστήρες απλώς αλλάζουν χωρίς να αφαιρείται η ίδια η συσκευή από το υποβρύχιο όχημα. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η τοποθέτηση συσκευών φωτισμού στη συσκευή. Η επίδραση της ομίχλης οπισθοσκέδασης αναγκάζει τις συσκευές να τοποθετηθούν σε μεγαλύτερη θέση, δηλαδή να τις απομακρύνουν περισσότερο από τον δέκτη. Η αύξηση του αριθμού των λαμπτήρων και της ισχύος των πηγών τους δεν φέρνει θετικό αποτέλεσμα. Η συνολική διάρκεια ζωής του υποβρύχιου φωτισμού καθορίζεται από τη σωστή λειτουργία και την περιοδική συντήρηση, κατά τη διάρκεια των οποίων Ιδιαίτερη προσοχήΕίναι απαραίτητο να προσέχετε την καθαριότητα των εξαρτημάτων και να ελέγξετε προσεκτικά τους δακτυλίους στεγανοποίησης και τις φλάντζες.Ενοργάνιση
Τα όργανα των υποβρυχίων οχημάτων αποτελούνται από φωτογραφικό και τηλεοπτικό εξοπλισμό, ένα σύμπλεγμα υδροφυσικών αισθητήρων και δειγματοληπτών. Η πρώτη υποβρύχια φωτογραφία τραβήχτηκε το 1856 με μια συνηθισμένη κάμερα τοποθετημένη σε ένα ξύλινο κουτί με γυαλί αντί για φινιστρίνι. Οι Άγγλοι Thompson και Kenyon κατέβασαν την κάμερα στο River Way σε βάθος 5 μ. Παρά το γεγονός ότι το κουτί πάγωσε, μια θολή εικόνα παρέμεινε στο φωτογραφικό πιάτο. Ο Γάλλος Bazin πέτυχε να αυξήσει το βάθος βύθισης της κάμερας χρησιμοποιώντας ένα καταδυτικό κουδούνι και να βελτιώσει την ποιότητα της εικόνας. Ο συμπατριώτης του Louis Boutant συνέβαλε πολύ στην ανάπτυξη της υποβρύχιας φωτογραφίας. Στα κουτιά φωτογραφιών του, ο Μπουτάν χρησιμοποίησε κασέτες με αντικαταστάσιμες πλάκες φωτογραφιών και τηλεχειριζόμενο ηλεκτρικό κλείστρο. Το 1892, το Μπουτάν τράβηξε την πρώτη του υποβρύχια φωτογραφία. ήταν ένα σφηνάκι μεσογειακό καβούρι. Ο τελευταίος του θάλαμος τοποθετήθηκε σε ένα κουτί από χαλκό και ατσάλι. Το βουτάνιο χρησιμοποίησε ένα άδειο βαρέλι κρασιού ως πλωτήρα που επέπλεε στην επιφάνεια. Τον Ιανουάριο του 1927, η πρώτη έγχρωμη υποβρύχια φωτογραφία που τραβήχτηκαν από τους Martin και Langley στο Dry Tortugas Shoal εμφανίστηκε στο περιοδικό National Geography. Το 1931, ο Αμερικανός Harold Edgerton από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης πρότεινε τη χρήση ενός φλας συγχρονισμένου με την κάμερα ως πηγή φωτός. Από τα μέσα της δεκαετίας του '40, η υποβρύχια φωτογραφία έχει γίνει αναπόσπαστο μέρος όλων των υποβρύχιων εργασιών, συμπεριλαμβανομένης της διάσωσης και της έρευνας. Το 1959, ο «Papa Flash», όπως ήταν το παρατσούκλι του Edgerton στο Calypso, κατάφερε να πάρει φωτογραφίες του βυθού σε βάθος 8500 μ. Σήμερα έχουν εμφανιστεί βολικά, μικρά φωτογραφικά συγκροτήματα για υποβρύχια οχήματα, τα οποία ήδη παράγονται μαζικά. Αυτό το φωτογραφικό συγκρότημα αποτελείται από μια κάμερα με φακό ειδικά σχεδιασμένο για λήψη σε θαλασσινό νερό και ένα φλας. Μια κάμερα με μεγάλη παροχή φιλμ και ένα φλας με ενέργεια από 100 έως 1000 J είναι κλεισμένα σε θερμικά κουτιά και τις περισσότερες φορές τοποθετούνται σε περιστρεφόμενους βραχίονες. Η ποιότητα των εικόνων που προκύπτουν εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως οι ιδιότητες του θαλασσινού νερού, οι οπτικές παράμετροι του φακού και του φωτιστικού, η ισχύς και η θερμοκρασία χρώματος του φωτιστή, η ευαισθησία του φωτογραφικού υλικού, η σχετική θέση του την κάμερα και το φλας στην κάμερα. Θαλασσινό νερό έχει κακή επιρροήσχετικά με την ποιότητα της φωτογραφίας, η οποία χαρακτηρίζεται από χρωματική παραμόρφωση, υποβάθμιση της ποιότητας εικόνας με την αύξηση της απόστασης, μείωση της γωνίας οπτικού πεδίου και έλλειψη φωτισμού. Παρά αυτά τα δυσμενή χαρακτηριστικά, η υποβρύχια φωτογραφία χρησιμοποιείται και αναπτύσσεται ευρέως. Για να εξεταστεί η περιοχή του πυθμένα της Μεσογείου όπου σημειώθηκε το ναυάγιο, εγκαταστάθηκαν δύο κάμερες 70 mm με εστιακή απόσταση σε νερό 60 mm στο επανδρωμένο υποβρύχιο Ashera. Ένα τμήμα του πυθμένα καλυμμένο με πλέγμα τραβήχτηκε από ύψος 5 μ. Υποβρύχιες κάμερες χρησιμοποιούνται επίσης σε υποβρύχια οχήματα για φωτογράφηση διαδρομής και λήψη των πιο ενδιαφέροντων αντικειμένων από κοντινή απόσταση. Τα υποβρύχια τηλεοπτικά συστήματα εμφανίστηκαν τη δεκαετία του 1940. Τότε ήταν συνηθισμένες ασπρόμαυρες εγκαταστάσεις στούντιο τοποθετημένες σε ογκώδη κουτιά. Πριν γίνουν μικροσκοπικές κάμερες υψηλής ευκρίνειας και ευαισθησίας, οι τηλεοπτικές εγκαταστάσεις έχουν προχωρήσει πολύ στην ανάπτυξη. Η «γιαγιά» των σύγχρονων υποβρύχιων καμερών, μια αυτόματη κάμερα της Hydroproducts, έκανε μια ιστορική βουτιά στο λουτρό Τεργέστη στην Τάφρο των Μαριανών. Τα υποβρύχια τηλεοπτικά συστήματα των υποβρύχιων οχημάτων επιφορτίζονται με τις ακόλουθες εργασίες: επιλογή αντικειμένων για φωτογράφηση με χρήση οθόνης βίντεο ως σκόπευτρο, τηλεοπτική προβολή της κάτω επιφάνειας κατά τη διάρκεια γεωλογικής και βιολογικής έρευνας. Η τηλεοπτική κάμερα είναι εξοπλισμένη με φακό ζουμ, ο οποίος σας επιτρέπει να μεγεθύνετε την εικόνα στην οθόνη· σε αυτήν την περίπτωση, δεν χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τις συσκευές προώθησης της συσκευής για να πλησιάσετε το αντικείμενο μελέτης. Οι περιστρεφόμενες κεφαλές που περιστρέφουν τις κάμερες σε οριζόντια και κατακόρυφα επίπεδα σάς επιτρέπουν να αυξήσετε το οπτικό πεδίο. Για τη βελτίωση της ποιότητας εικόνας και την αύξηση του εύρους ορατότητας, εκτός από την αύξηση της ευαισθησίας των τηλεοπτικών καμερών, της σωστής επιλογής φακών και παραθύρων, σημαντικό ρόλο παίζει η σωστή τοποθέτηση της κάμερας σε σχέση με τις συσκευές φωτισμού. Αυτό σας επιτρέπει να μειώσετε σημαντικά την ένταση της ελαφριάς ομίχλης, η οποία υποβαθμίζει σημαντικά την ποιότητα της εγγραφής βίντεο. Ένα σύνολο υδροφυσικών αισθητήρων σας επιτρέπει να μετρήσετε, να μετατρέψετε και να καταγράψετε σε ψηφιακή μορφή μια σειρά από παραμέτρους του θαλασσινού νερού. Το σύμπλεγμα συνήθως περιλαμβάνει αισθητήρες για θερμοκρασία, ηλεκτρική αγωγιμότητα, πίεση, διαλυμένο οξυγόνο, συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου, ταχύτητα ροής, ταχύτητα ήχου, διαφάνεια, αγωγιμότητα, υψηλή θερμοκρασία. Τα περισσότερα από τα γεωλογικά και βιολογικά δείγματα μεταφέρονται στις αποθήκες του υποβρυχίου χρησιμοποιώντας χειριστές. Τα δίχτυα, τα πλέγματα και οι δειγματολήπτες για τη λήψη δειγμάτων είναι εξοπλισμένα με λαβές για εύκολο κράτημα με το χέρι του χειριστή. Η συσκευή μπορεί να εξοπλιστεί με μπουκάλια μικρής και μεγάλης χωρητικότητας για τη συλλογή δειγμάτων νερού. Μαλακά ιζήματα και βιολογικά δείγματα μαζί με νερό αντλούνται μέσα στο δοχείο μέσω ενός φαρδιού σωλήνα. Αυτό σας επιτρέπει να αποκτήσετε μεγάλο αριθμό θαλάσσιων οργανισμών, άθικτων και αβλαβών.Τα πρώτα υποβρύχια οχήματα (UV) κατασκευάστηκαν για καθαρά επιστημονικούς σκοπούς. Τα επόμενα σχέδια τους αναπτύσσονται κυρίως για διάφορες μηχανολογικές εργασίες. Τα καθήκοντα που επιλύονται με τη βοήθεια επανδρωμένων υποβρυχίων οχημάτων είναι πολύ διαφορετικά, ξεκινώντας από την εγκατάσταση κατασκευών βαθέων υδάτων, την τοποθέτηση καλωδίων και αγωγών και τελειώνοντας με την παρακολούθηση της λειτουργίας τους και τις εργασίες επισκευής.
Λόγω της μεγάλης ποικιλομορφίας, τα υποβρύχια οχήματα μπορούν να ταξινομηθούν, για παράδειγμα, ανάλογα με το βάθος βύθισης, σε τρεις ομάδες.
Η πρώτη ομάδα περιλαμβάνει τις πιο πολυάριθμες συσκευές για εργασία στην υφαλοκρηπίδα με βάθη κατάδυσης έως και 1000 m.
Το δεύτερο περιλαμβάνει συσκευές σχεδιασμένες για βάθος 2000-4000 m και χρησιμοποιούνται εντός της ηπειρωτικής πλαγιάς. Η τρίτη ομάδα συσκευών, σχεδιασμένη για μέγιστα βάθη, αντιπροσωπεύεται από λίγα μόνο δείγματα.
Για την υποβρύχια κατασκευή, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η πρώτη ομάδα επανδρωμένων υποβρυχίων οχημάτων, που έχουν σχεδιαστεί για να εκτελούν υποβρύχιες τεχνικές εργασίες σε σχετικά μικρά βάθη (-300-900 m).
Τα κύρια κριτήρια για τη συγκριτική αξιολόγηση των επανδρωμένων υποβρυχίων οχημάτων είναι: το βάθος λειτουργίας, το μέγεθος του πληρώματος, οι παράμετροι του συστήματος υποστήριξης ζωής, ο αριθμός χειριστών, η δυνατότητα μεταφοράς.
Στον πίνακα Ο Πίνακας 6.5 δείχνει τα κύρια χαρακτηριστικά ορισμένων σύγχρονων επανδρωμένων υποβρυχίων οχημάτων.
Το PC-1202 είναι ένα κύτος κατασκευής μπλοκ εξοπλισμένο με χώρο κατάδυσης και στηρίγματα ρυθμιζόμενου μήκους, που χρησιμοποιείται για επιθεώρηση πυθμένα, τοποθέτηση εκρηκτικών γομώσεων, δειγματοληψία πυρήνων και δειγμάτων εδάφους, λειτουργία ηλεκτρικών εργαλείων και επικοινωνίες βίντεο.
Ο σχεδιασμός του Beaver MK-IV PA είναι εξαιρετικά αξιόπιστος και παρέχει απελευθέρωση έκτακτης ανάγκης χειριστών, μπαταριών, αγκυρίων κ.λπ., καθώς και δυνατότητα κίνησης κατά μήκος όλων των αξόνων συντεταγμένων. Οι χειριστές, ένα σόναρ πλευρικής σάρωσης και μια θυρίδα με διάμετρο 1 m παρέχουν φωτογραφική τεκμηρίωση, επιθεώρηση πυθμένα, πλύσιμο καλωδίων στο έδαφος και σύνδεση με υποβρύχια αντικείμενα. Το αεροσκάφος C-141 χρησιμοποιείται για τη μεταφορά του Beaver MK-IV PA.
Κύρια χαρακτηριστικά κατοικήσιμων υποβρυχίων
| Τύπος, χώρα | Εργαζόμενος βάθος, Μ | Πλήρωμα, PA, άτομα. | Πλήρωμα του σκάφους υποστήριξης, άτομα. | Σύστημα πίστη στη ζωή μπισκότα, ανθρωποώρα | |
| "Beaver MK-IV" | 800 | 3 | 12 | 144 | |
| ΗΠΑ | | | | | |
| Johnson Sea Link, ΗΠΑ | 300 | 4 | 4 | Δεδομένα απουσία ut | |
| RS-1202, Η.Π.Α | 900 | 4 | 4 | 52 | |
| "Beta" και "Gam" | 300 | 2 | 2 | 144 | |
| ma», ΗΠΑ | | | | | |
| «Paysis-VU», | 900 | με 1 lt;N | 6 | 336 | |
| Καναδάς | | | | | |
Η συσκευή Johnson Sea Link χρησιμοποιείται για καταδυτικές εργασίες, καθώς και για εγγραφή φωτογραφιών και βίντεο. Είναι εξοπλισμένο με συσκευή πρόσδεσης του θαλάμου κατάδυσης με τον θάλαμο αποσυμπίεσης καταστρώματος του σκάφους υποστήριξης.
Οι συσκευές Beta και Gamma του ίδιου τύπου χρησιμοποιούνται για παρατήρηση και έρευνα υποβρύχια, πλύσιμο καλωδίων στο έδαφος, τοποθέτηση εκρηκτικών γομώσεων και ανύψωση βαρέως εξοπλισμού από τον πυθμένα.
Το καναδικό PA "Payce-VII" χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της κατάστασης των αγωγών, το πλύσιμο των καλωδίων στο έδαφος και τις επιχειρήσεις έκτακτης ανάγκης διάσωσης. Η συσκευή μεταφέρεται με αεροσκάφος C-130 Hercules.
Τα υποβρύχια χρησιμοποιούνται ευρέως για υποβρύχιες κατασκευές. Ωστόσο, απαιτούν σκάφη υποστήριξης. Επομένως, η χρήση υποβρύχιων οχημάτων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις υδρομετεωρολογικές συνθήκες.
Έχει διαπιστωθεί ότι το ποσοστό χρήσης των αυτόνομων υποθαλάσσιων συστημάτων στη Βόρεια Θάλασσα είναι τρεις φορές υψηλότερο σε σύγκριση με συστήματα με φορέα επιφανείας. Τα αυτόνομα υποβρύχια συστήματα μπορούν να εκτελέσουν την ίδια εργασία 10-15 φορές πιο γρήγορα. Έτσι, στη Γερμανία, έχει αναπτυχθεί ένα επανδρωμένο σύστημα DSWS βαθέων υδάτων για διάφορες υποβρύχιες επιχειρήσεις. Το σύστημα αποτελείται από έναν υποβρύχιο φορέα εξοπλισμού και συσκευών UWAG, μια σημαδούρα στήριξης, μια συσκευή μετάδοσης και δύο αντικαταστάσιμες κάψουλες - μια γεώτρηση και μια κατάδυση (Εικ. 6.18). Το σύστημα DSWS έχει σχεδιαστεί για υποβρύχια τοπογραφία. τοποθέτηση καλωδίων και αγωγών. δειγματοληψία εδάφους. μετρήσεις τοπογραφίας πυθμένα. γεώτρηση φρεατίων βάθους έως 200 m. εγκατάσταση, συντήρηση και επισκευή υποβρύχιων κατασκευών. μεταφορά και τοποθέτηση βαρέων
συσκευές
Πίνακας 6.5
υποβρύχιες κατασκευές? κατάδυση βαθέων υδάτων από τέσσερις έως πέντε δύτες σε βάθη έως και 500 m.
Ο κατοικήσιμος φορέας τροφοδοτείται από δύο γεννήτριες ντίζελ που είναι εγκατεστημένες σε μια σημαδούρα στήριξης κατασκευασμένη σε μορφή σκάφους. Χρησιμοποιώντας καλώδια τροφοδοσίας και εκπομπής, μπορείτε να φτάσετε
Ρύζι. 6.18. Κατοικημένο σύστημα βαθέων υδάτων για υποβρύχιες εργασίες.
1 - σημαδούρα στήριξης. 2 - καλώδια τροφοδοσίας και εκπομπής. 3 - υποβρύχιος φορέας.
Εξασφαλίζεται αδιάλειπτη παροχή ρεύματος 3,3 kV στον φορέα κατά τη διάρκεια της θαλασσοταραχής. Το βαρούλκο καλωδίου με δύναμη έλξης 3000 daN και ταχύτητα περιέλιξης καλωδίου 0,5 m/s κινείται από έναν ηλεκτροκινητήρα συνεχούς ρεύματος 30 kW.
Για να εξασφαλιστεί η ευελιξία του μεταφορέα, η σημαδούρα τον ακολουθεί σε μια δεδομένη απόσταση και ταυτόχρονα χρησιμεύει ως φορέας μιας πινακίδας φράχτη για να ειδοποιεί τα διερχόμενα σκάφη για υποβρύχιες εργασίες.
Βάθος εργασίας βύθισης, m 600
Μετατόπιση, t:
επιφάνεια 225
υποβρύχιο 290
Ταχύτητα, κόμβοι 5
Υποβρύχια αντοχή, h 336
Μήκος, m 22,2
Πλάτος, m 8,3
Ύψος, m 10,9
Ισχύς ηλεκτροκινητήρων σε λειτουργία, kW 4x30
Ισχύς ηλεκτροκινητήρων του προωστήρα, kW 2x18,5
Χρήσιμη χωρητικότητα φορτίου, t 25
Ικανότητα φόρτωσης με πρόσθετη άνωση, t 50
Πλήρωμα, άτομα 6-8
Αριθμός δυτών, άτομα 2-4
Το σώμα του φορέα αποτελείται από τρεις σφαίρες που συνδέονται μεταξύ τους με ισχυρούς κεκλιμένους άξονες. Στην επάνω σφαίρα με διάμετρο 4 m υπάρχει ένας στύλος ελέγχου και μεταξύ της πλώρης και της πρύμνης υπάρχει ένας άξονας εργασίας διαστάσεων 5,5x3,6x5 m. Για υποβρύχιες τεχνικές εργασίες στον άξονα υπάρχει μια τραβέρσα φορτίου, βαρούλκα, τηλεοπτικές κάμερες, περιστρεφόμενοι προβολείς, χειριστές, δοχεία με εργαλεία.
Ο μεταφορέας παραδίδει στο χώρο εργασίας μια κάψουλα κατάδυσης που επιτρέπει στους δύτες να εργάζονται για 800 λεπτά σε βάθος 300 m και μια κάψουλα γεώτρησης βάρους 22 τόνων, κατασκευασμένη σε μορφή κυλίνδρου με διάμετρο 3 και μήκος 5,6 m. με κωνικό πυθμένα και διάταξη σύνδεσης στο πάνω μέρος. Χρησιμοποιώντας μια κάψουλα διάτρησης με ένα σετ ράβδων διάτρησης, μπορείτε να ανοίξετε ένα πηγάδι με βάθος 200 m, διάμετρο 120,6 ή 152,4 mm και να πάρετε έναν πυρήνα σε τρεις έως οκτώ ημέρες.
Το γεωτρύπανο είναι εξοπλισμένο με ανεξάρτητη υδραυλική κίνηση και εξυπηρετείται από δύο έως τρεις χειριστές.
Στο σχεδιασμό των υπό εξέταση οχημάτων, υπάρχει σαφής σχέση μεταξύ του μεγαλύτερου βάθους βύθισης, της ταχύτητας, της αυτονομίας, του ωφέλιμου φορτίου, του όγκου και της μάζας του υποβρύχιου οχήματος.
Το βάθος βύθισης καθορίζει την υπερβολική πίεση στο PA και, κατά συνέπεια, τον σχεδιασμό όλων των συσκευών και τη μάζα της συσκευής στο σύνολό της. Η μετατόπιση μάζας του πλωτού οχήματος W αποτελείται από τη μάζα της κάψουλας WK, το ωφέλιμο φορτίο Wn, καθώς και τη μάζα του πληρώματος, τους μηχανισμούς και τα συστήματα υποστήριξης της λειτουργίας του μηχανισμού Wp:
W = WK + Wn + Wp.
Ως αποτέλεσμα της ανάλυσης των διαθέσιμων δεδομένων, προέκυψε ένας τύπος για τον καθορισμό της σχέσης μεταξύ των κύριων παραμέτρων σχεδιασμού του PA:
όπου W είναι η μετατόπιση μάζας του οχήματος που επιπλέει, λίβρες. R - εμβέλεια της συσκευής, μίλια. Wn - ωφέλιμο φορτίο, λίρες. H είναι το βάθος κατάδυσης, πόδια.
Η σχέση μεταξύ βάθους βύθισης και διαφόρων τεχνικά χαρακτηριστικάΤο σύγχρονο PA απεικονίζεται με γραφήματα και διαγράμματα στο Σχ. 6.19 και 6.20.
Η ανάπτυξη υποβρύχιων κοιτασμάτων πετρελαίου και φυσικού αερίου, η κατασκευή λιμανιών βαθέων υδάτων, η τοποθέτηση υποβρύχιων καλωδίων και αγωγών απαιτούν τη δημιουργία υποβρύχιων οχημάτων υψηλής απόδοσης που λειτουργούν με βάση την αρχή της χερσαίας μηχανές κατασκευής.
Η ιαπωνική εταιρεία Komatsu, μέρος της χρηματοδοτούμενης από την κυβέρνηση Underwater Research Group, έχει αναπτύξει μια υποβρύχια μπουλντόζα για βάθη έως και 60 μέτρα, η οποία ελέγχεται από
είτε με δύτη είτε μέσω καλωδίου από σκάφος υποστήριξης. Ο σχεδιασμός της υποβρύχιας μπουλντόζας βασίζεται στην παράκτια μπουλντόζα D155A, που χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές χώρες. Αντί για τον κινητήρα ντίζελ που είναι εγκατεστημένος στην μπουλντόζα D155A, ένας σφραγισμένος ηλεκτρικός κινητήρας είναι τοποθετημένος στην υποβρύχια μπουλντόζα, ο οποίος συνδέεται με ένα καλώδιο στο δοχείο υποστήριξης. Η περιοχή που εξυπηρετείται από την μπουλντόζα είναι 100 m2. Τα σχέδια των υποβρύχιων μπουλντόζες, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που ελέγχονται από το ραδιόφωνο, αναλύονται λεπτομερέστερα στην § 6.5. .
Στο Χιούστον (ΗΠΑ), ένας συμβατικός ερπυστριοφόρος εκσκαφέας με κάδο 0,58 m3 μετατράπηκε για να σκάψει μια υποβρύχια τάφρο κατά μήκος της υπεράκτιας διαδρομής απόρριψης λυμάτων. Από τον εκσκαφέα αφαιρέθηκαν ο πετρελαιοκινητήρας, η υδραυλική αντλία, ο ηλεκτρολογικός εξοπλισμός και η καμπίνα. Λόγω της απουσίας του απαραίτητου σκάφους στήριξης στον χώρο εργασίας, ο κινητήρας και η αντλία εγκαταστάθηκαν στην ακτή, ενώ στον εκσκαφέα στερεώθηκαν καλώδια ισχύος και άλλα καλώδια μήκους 135 m. Για να αυξηθεί η ευστάθεια του εκσκαφέα με το αφαιρέθηκε ο εξοπλισμός, ένα σφυρί πασσάλων βάρους 1 τόνου χρησιμοποιήθηκε ως αντίβαρο.
Πριν από την έναρξη των εργασιών, τοποθετήθηκε ένα καλώδιο οδήγησης κατά μήκος του οποίου ο εκσκαφέας περπάτησε στο σημείο της προβλεπόμενης εγκατάστασης της κεφαλής εξόδου. Μετά από αυτό, ο εκσκαφέας άρχισε να σκάβει μια τάφρο από τη θάλασσα μέχρι την ακτή. Το βάθος της τάφρου κυμαινόταν από 1 έως 1,5 m και το πλάτος από 1,8 m στο κάτω μέρος έως 7,2 m στην κορυφή.
Ο επανεξοπλισμός του εκσκαφέα ολοκληρώθηκε μέσα σε τρεις ημέρες με κόστος περίπου 2 χιλιάδες δολάρια και το κόστος εγκατάστασης μιας καλωδιακής γραμμής ήταν περίπου 5 χιλιάδες δολάρια Η υποβρύχια τάφρο σκάφτηκε σε 2,5 ημέρες. Μετά την ολοκλήρωση των εργασιών, ο εκσκαφέας τοποθετήθηκε εκ των υστέρων και χρησιμοποιήθηκε ξανά για εκσκαφές.
Για τη μηχανοποίηση των υποβρύχιων εργασιών γεώτρησης στο Ηνωμένο Βασίλειο, χρησιμοποιήθηκε ένα γεωτρύπανο με τροχιά με πνευματική κίνηση. Η εγκατάσταση τύπου Injesol-Rond είναι εξοπλισμένη με έναν εύκαμπτο σωλήνα αέρα που είναι πέντε φορές μεγαλύτερος από έναν συμβατικό σωλήνα αέρα, ειδικές συσκευές στεγανοποίησης και μια ανύψωση για τον έλεγχο της εγκατάστασης. Για την παροχή αέρα στο τρυπάνι σε πίεση 84 MPa, χρησιμοποιείται ένας εύκαμπτος σωλήνας μήκους 54,9 m. Ανάλογα με το βάθος εργασίας, η πίεση του αέρα πέφτει στα 56-63 MPa.
Το γεωτρύπανο κατεβαίνει κάτω από το νερό από έναν γερανό που είναι τοποθετημένος σε φορτηγίδα. Οι τρυπάνοι που είναι εκπαιδευμένοι στην κατάδυση χειρίζονται το γεωτρύπανο. Για να αποφευχθεί η γρήγορη φθορά, το γεωτρύπανο ανυψώνεται από το νερό μετά την ολοκλήρωση της ημερήσιας εργασίας, το τρυπάνι λιπαίνεται και ελέγχεται η κίνηση και το σύστημα ελέγχου.
Έτσι, κατά τη διάρκεια αρκετών δεκαετιών, ο άνθρωπος έχει μετακινηθεί από τη δειλή διερεύνηση των βάθη του Παγκόσμιου Ωκεανού στη συστηματική εξερεύνηση και ανάπτυξή του με τη βοήθεια υποβρύχιων οχημάτων και της ποικιλίας τους - υποβρύχιες μηχανές κατασκευής.
Τα έργα του αρχαίου Έλληνα ιστορικού Ηροδότου (5ος αιώνας π.Χ.) μιλούν για μια συγκεκριμένη υποβρύχια στολή που χρησιμοποιούσαν οι σύγχρονοί του για να βουτήξουν στον βυθό του ποταμού. Σύμφωνα με τον αρχαίο Έλληνα φιλόσοφο Αριστοτέλη (384-322 π.Χ.), κατά την κατάκτηση της φοινικικής πόλης Τύρου (332 π.Χ.), ο στρατός του Μεγάλου Αλεξάνδρου χρησιμοποίησε μια καμπάνα κατάδυσης. Ο αρχαίος Έλληνας συγγραφέας Πλούταρχος σε ένα από τα έργα του, που χρονολογείται το 35 π.Χ. ε., αναφέρει Λεβαντίνους δύτες και ο Διονύσιος Κάσσιος περιέγραψε τον πρωτόγονο υποβρύχιο εξοπλισμό που χρησιμοποίησε ένα απόσπασμα βυζαντινών υποβρυχίων όταν επιτέθηκε στη μοίρα της ρωμαϊκής γαλέρας του αυτοκράτορα Σεπτίμιου Σεβήρου (3ος αιώνας μ.Χ.).
Αργότερα, το 1538, πραγματοποιήθηκαν επίσης πειράματα με μια καμπάνα κατάδυσης στην ισπανική πόλη Τολέδο. Στην ιστορία, υπάρχουν πολλά παραδείγματα χρήσης καλαμιών σωλήνων και κοίλων μίσχων καλαμιών για αναπνοή κάτω από το νερό.
Ωστόσο, αυτές οι διάφορες συσκευές δεν μπορούσαν να βοηθήσουν την ανθρωπότητα να διεισδύσει στα βάθη της θάλασσας. Μόνο με την ανάπτυξη της βιομηχανίας και της επιστήμης, με την εμφάνιση νέων τεχνολογιών για την εξόρυξη και την επεξεργασία μετάλλων, κατέστη δυνατή η δημιουργία ενός υποβρύχιου σκάφους ικανού να κατακτήσει τα βάθη του ωκεανού.
Τα πρώτα ξένα υποβρύχια εμφανίστηκαν τον 17ο αιώνα. Ο Ολλανδός γιατρός Cornelius Van Drebel, αυλικός του Άγγλου βασιλιά, το 1620 βυθίστηκε στο νερό σε ξύλινα βαρέλια καλυμμένα με λαδωμένο δέρμα. Το μεγαλύτερο από αυτά σχεδιάστηκε για 20 άτομα και προοριζόταν για περιπάτους αναψυχής των αυλικών. Μετά το θάνατο του εφευρέτη το 1634, δεν έμεινε κανένα αρχείο των πειραμάτων του.
Το 1718, ένας ξυλουργός από το χωριό Pokrovskoye κοντά στη Μόσχα, ο Efim Nikonov, κατέθεσε μια αίτηση που απευθυνόταν στον Peter I, στην οποία διαβεβαίωσε ότι μπορούσε να κατασκευάσει ένα «κρυφό πλοίο». Ο Τσάρος πίστεψε τον ταλαντούχο αυτοδίδακτο, τον κάλεσε στην Αγία Πετρούπολη και τον άκουσε προσεκτικά. Ήδη το 1721, στην αυλή της γαλέρας παρουσία του Πέτρου Α, δοκιμάστηκε το σχέδιο του ξυλουργού.
Βυθίστηκε στο νερό χρησιμοποιώντας δερμάτινες τσάντες που ήταν γεμάτες με νερό. Το πλοίο κινήθηκε χρησιμοποιώντας τέσσερα ζευγάρια κουπιά. Ωστόσο, δεν είναι ξεκάθαρο πώς εμφανίστηκε, καθώς δεν υπήρχε αντλία ή οποιαδήποτε κατασκευή με παρόμοιες λειτουργίες στο σκάφος.
Κατά τη διάρκεια του πολέμου για την ανεξαρτησία του αμερικανικού λαού κατά των Βρετανών (1775-1783), δοκιμάστηκε το υποβρύχιο Turtle, που εφευρέθηκε από τον Αμερικανό μηχανικό David Bushnell.
Το σχήμα του υποβρύχιου οχήματος έμοιαζε με καρυδιά και αποτελούνταν από δύο χάλκινα μισά. Σχεδιάστηκε για ένα άτομο και κινούνταν από μια έλικα που κινούνταν από την περιστροφή μιας χειροκίνητης μονάδας. Το πλοίο βυθίστηκε λόγω της δεύτερης προπέλας όταν η δεξαμενή έρματος γέμισε νερό. Στο σκάφος υπήρχε μια νάρκη σκόνης με μηχανισμό ρολογιού, σχεδιασμένη για να στερεώνεται στον πυθμένα ενός εχθρικού πλοίου. Για το σκοπό αυτό, στο πάνω μέρος της γάστρας του σκάφους, κοντά στη δεύτερη προπέλα, υπήρχε μια ειδική τετράγωνη υποδοχή στην οποία έμπαινε ένα τρυπάνι, περιστρεφόμενο από μέσα και πάνω του δένονταν μια πούδρα με ένα δυνατό λεπτό σχοινί ( shter). Κατά τη διάρκεια επίθεσης από εχθρικό πλοίο, το τρυπάνι στερεώθηκε στην ξύλινη επένδυση του πυθμένα του πλοίου και παρέμεινε πάνω του μαζί με μια νάρκη, η οποία εξερράγη μετά την αφαίρεση του σκάφους.
Παρά το γεγονός ότι η «Χελώνα» είχε καλά όπλα, δεν δικαιολογούσε τον εαυτό της στη χρήση. Την πρώτη φορά που το υποβρύχιο αντιμετώπισε το βρετανικό πλοίο 64 όπλων "Eagle", το κάτω μέρος του οποίου αποδείχθηκε ότι ήταν επενδυμένο με χαλκό, οπότε το τρυπάνι δεν μπορούσε να βιδωθεί. Στόχος της δεύτερης επίθεσης ήταν η αγγλική φρεγάτα Cerberus. Αυτή τη φορά το υποβρύχιο δεν πρόλαβε καν να το φτάσει, καθώς πυροβολήθηκε από τον εχθρό και βυθίστηκε.
Το 1834, ένα υποβρύχιο οπλισμένο με έξι εκτοξευτές πυραύλων κατασκευάστηκε στο χυτήριο Aleksandrovsky στην Αγία Πετρούπολη.
Το έργο ηγήθηκε από τον στρατιωτικό μηχανικό A. A. Shilder. Στη βυθισμένη θέση, η κατασκευή μετακινήθηκε με ειδικά κουπιά φτιαγμένα σε σχήμα ποδιών πάπιας. Βρίσκονταν έξω από το σώμα της κατασκευής σε ζευγάρια σε κάθε πλευρά. Τροφοδοτούνταν από ναυτικούς κωπηλάτες. Όταν βρισκόταν στην επιφάνεια, το σκάφος έπλεε σε πτυσσόμενο κατάρτι. Το υποβρύχιο του Σίλντερ είχε μια στενόμακρη γάστρα σε σχήμα αυγού, ελαφρώς πεπλατυσμένη στα πλάγια. Το μήκος του ήταν 6 μ., πλάτος - 1,5 μ., ύψος - 2 μ. Με εκτόπισμα σχεδόν 16 τόνων, το σκάφος κινήθηκε με ταχύτητα όχι μεγαλύτερη από 1,5 χλμ./ώρα. Να σημειωθεί ότι ο εφευρέτης δημιούργησε τη δημιουργία του από σίδηρο σε μια εποχή που η χρήση αυτού του υλικού στη ναυπηγική δεν είχε ακόμη εξασκηθεί στο εξωτερικό.
Το υποβρύχιο του Schilder ήταν το πρώτο στον κόσμο που εγκατέστησε έναν οπτικό σωλήνα για την παρατήρηση της επιφάνειας της θάλασσας. Σχεδιάστηκε σύμφωνα με την αρχή του οριζοσκοπίου του M.V. Lomonosov. Τότε τα υποβρύχια του εξωτερικού δεν είχαν τέτοια συσκευή.
Ξένοι εφευρέτες προσάρτησαν στις κατασκευές τους ειδικά καταστρώματα με παράθυρα θέασης. Αλλά το φως, όπως είναι γνωστό, δεν διεισδύει καλά μέσω του νερού. Ως αποτέλεσμα, το πλήρωμα του σκάφους, ακόμη και σε μικρό βάθος, δεν μπορούσε να δει τίποτα στην επιφάνεια της θάλασσας. Για να πάρουν τα ρουλεμάν τους, έπρεπε να επιπλέουν σε τέτοιο βάθος που η τιμονιέρα με τα φινιστρίνια ήταν πάνω από τη στάθμη του νερού. Ως αποτέλεσμα, το υποβρύχιο αποκαλύφθηκε και έχασε το κύριο πλεονέκτημά του - το stealth. Ο Schilder ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε πρακτικά έναν οπτικό σωλήνα σε ένα υποβρύχιο πλοίο - ο πρόγονος των σύγχρονων περισκοπίων, χωρίς τον οποίο δεν μπορεί να κάνει ούτε ένα υποβρύχιο σήμερα.
Το σχέδιο του Σίλντερ ξεκίνησε στις αρχές Ιουλίου 1834. Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές στον Νέβα σύμφωνα με ένα εκτεταμένο πρόγραμμα. Αποτελούνταν από ελιγμούς σε επιφανειακές και υποθαλάσσιες θέσεις, ενέργειες εναντίον πλοίων ενός εικονικού εχθρού και βομβαρδισμό τους με βλήματα. Σύντομα το υποβρύχιο μεταφέρθηκε στην Κρονστάνδη και συνέχισε να διεξάγει πειράματα ήδη στον Κόλπο της Φινλανδίας. Χάρη σε αυτό, ο εφευρέτης απέκτησε εμπειρία που του επέτρεψε να αναπτύξει ένα έργο για ένα πιο προηγμένο υποβρύχιο.
Το Υπουργείο Πολέμου, διαθέτοντας κεφάλαια στον Schilder για την κατασκευή ενός άλλου υποβρυχίου, του έθεσε μια σειρά από προϋποθέσεις, σύμφωνα με τις οποίες το νέο σχέδιο πρέπει να έχει επαρκή αξιοπλοΐα και αυτονομία, δηλαδή τη δυνατότητα να εγκαταλείψει τη βάση για το πολύ τρεις ημέρες στη θάλασσα, και να είναι βολικό για μεταφορά μέσω ξηράς με άλογα που αποτελούνται από έξι άλογα. Η εκπλήρωση της τελευταίας απαίτησης ήταν απαραίτητη προκειμένου η διοίκηση στο μέλλον να μπορεί να πραγματοποιεί μυστικές μεταφορές υποβρυχίων από ένα σημείο της ακτής σε άλλο.
Το δεύτερο σκάφος κατασκευάστηκε το 1835. Δοκιμάστηκε για μεγάλο χρονικό διάστημα τόσο στον Νέβα όσο και στο δρόμο της Κρονστάνδης. Για τρία χρόνια, ο εφευρέτης βελτίωσε ακούραστα το σχέδιό του. Το 1841, λόγω κακοκαιρίας, το υποβρύχιο του Σίλντερ δεν ολοκλήρωσε το έργο. Ως αποτέλεσμα, του αρνήθηκαν τη χρηματοδότηση για περαιτέρω πειράματα και τα έργα του Alexander Andreevich παραδόθηκαν στη λήθη. Ωστόσο, δεκαεπτά χρόνια αργότερα, η γερμανική Bauer έχτισε με χρήματα Ρωσική κυβέρνησηυποβρύχιο σκάφος «Monkfish», το οποίο ήταν πιστό αντίγραφο του υποβρυχίου του Σίλντερ.
Το 1866, σύμφωνα με το σχέδιο του Ρώσου εφευρέτη I.F. Aleksandrovsky, κατασκευάστηκε ένα υποβρύχιο, στο οποίο εγκαταστάθηκε ένας κινητήρας που λειτουργεί με πεπιεσμένο αέρα.
Παρείχε ταχύτητα όχι μεγαλύτερη από ενάμιση κόμβο και εμβέλεια πλεύσης μόνο τριών μιλίων. Ήταν το πρώτο υποβρύχιο που έγινε μέρος του ρωσικού ΠΟΛΕΜΙΚΟ ΝΑΥΤΙΚΟ. Ήταν μια αρχική πλωτή κατασκευή μήκους περίπου 30 μ. και πλάτους περίπου 4 μ. Το συνολικό εκτόπισμα του σκάφους ήταν 65 τόνοι.
Το δέρμα της γάστρας ήταν κατασκευασμένο από φύλλο χάλυβα πάχους 12 mm. Στερεώθηκε με πριτσίνια σε δεκαεπτά πλαίσια, που ήταν το μεταλλικό πλαίσιο του υποβρυχίου. Η πλώρη της δομής του Aleksandrovsky, όπου βρισκόταν το διοικητήριο και είχε εγκατασταθεί η μαγνητική πυξίδα, ήταν επενδυμένη με χαλκό. Αυτό προστάτευε τη συσκευή πλοήγησης από την επίδραση μεγάλων μαζών σιδήρου και εξασφάλιζε την ακρίβεια των μετρήσεών της.
Στην πρύμνη του υποβρυχίου, ο εφευρέτης τοποθέτησε δύο έλικες τη μία πάνω από την άλλη. Οδηγούνταν από δύο τρικύλινδρους, εβδομήντα κυλίνδρους πνευματικούς κινητήρες που λειτουργούσαν με πεπιεσμένο αέρα. Μέσα στη δομή, ο Aleksandrovsky εγκατέστησε τρεις δεξαμενές για να δέχονται έρμα νερού κατά τη διάρκεια της κατάδυσης. Η συνολική χωρητικότητά τους ήταν περίπου 10 τόνοι νερού. Επιπλέον, υπήρχε μια μικρή δεξαμενή στην πρύμνη και την πλώρη του υποβρυχίου. Με τη βοήθειά τους, ρυθμίστηκε η επένδυση του σκάφους σε βυθισμένη θέση. Οι δεξαμενές γεμίζονταν με νερό μέσω βαλβίδων εισόδου (kingstons), οι οποίες άνοιγαν και έκλειναν στο εσωτερικό της κατασκευής.
Η ανάβαση του υποβρυχίου στην επιφάνεια πραγματοποιήθηκε με χρήση πεπιεσμένου αέρα. Για το σκοπό αυτό, ένας ειδικός αγωγός αέρα συνδέθηκε με τις δεξαμενές έρματος από κυλίνδρους πεπιεσμένου αέρα. Αν χρειαζόταν η ανάβαση, απελευθερωνόταν μέσα από αυτό υπό υψηλή πίεση αέρας, ο οποίος έμπαινε στις δεξαμενές και έσπρωχνε νερό έξω από αυτές. Αυτή η ανακάλυψη του Aleksandrovsky εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε υποβρύχια όλων των στόλων του κόσμου.
Το υποβρύχιο δοκιμάστηκε στις 19 Ιουλίου 1866 στην Κρονστάνδη. Είχαν μεγάλη επιτυχία, αλλά ο ίδιος ο εφευρέτης ήταν δυσαρεστημένος με την πρόοδο των πειραμάτων. Αποφάσισε να κάνει ορισμένες βελτιώσεις στο σχεδιασμό του σκάφους πριν επιδείξει τη δημιουργία του στην επιτροπή επιλογής. Νέες δοκιμές του υποβρυχίου πραγματοποιήθηκαν μόλις ένα χρόνο αργότερα. Τα αποτελέσματα ξεπέρασαν όλες τις προσδοκίες του σχεδιαστή.
Σύντομα ένα στρατιωτικό πλήρωμα είκοσι τριών ατόμων τοποθετήθηκε στο υποβρύχιο. Το 1869, το υποβρύχιο μεταφέρθηκε για περαιτέρω δοκιμή στο Transund, όπου ολοκλήρωσε με επιτυχία το έργο της κάλυψης μιας απόστασης 0,5 μιλίων σε βάθος 5 μέτρων.
Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, το Ναυτικό Τμήμα πρότεινε μια ειδική επιτροπή να δοκιμάσει ξανά τις μαχητικές και τεχνικές δυνατότητες της εφεύρεσης του Aleksandrovsky. Για το σκοπό αυτό, παραχωρήθηκε μια διαδρομή ενάμιση μιλίου κοντά στην Κρονστάνδη. Έχοντας διανύσει την απαιτούμενη απόσταση, το υποβρύχιο δεν μπόρεσε να παραμείνει στο καθορισμένο βάθος. Ο σχεδιαστής πίστευε ότι το σκάφος δεν εκπλήρωσε την αποστολή που του είχε ανατεθεί λόγω του γεγονότος ότι η περιοχή δοκιμών δεν ήταν βαθέων υδάτων. Το 1871, πραγματοποιήθηκαν νέα πειράματα στο υποβρύχιο στην περιοχή Bjerke-sund. Το γεωμετρικά κλειστό υποβρύχιο πλοίο κατέβηκε χωρίς προσωπικό σε βάθος είκοσι πέντε μέτρων. Τριάντα λεπτά αργότερα σηκώθηκε και μια ενδελεχής εξέταση έδειξε ότι το σώμα άντεξε τέλεια την πίεση και δεν είχε διαρροή.
Την ίδια χρονιά, το τμήμα της Μόσχας ανακοίνωσε ότι ήταν απαραίτητο να δοκιμαστεί η αντοχή του υποβρυχίου σε βάθος 30 μ. Οι φόβοι του Aleksandrovsky ήταν δικαιολογημένοι. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, το κύτος δεν άντεξε την πίεση του νερού και το πλοίο βυθίστηκε. Μόλις δύο χρόνια αργότερα ο σχεδιαστής κατάφερε να οργανώσει εργασίες για να φέρει την εφεύρεσή του στην επιφάνεια. Αλλά περαιτέρω πειράματα με το υποβρύχιο σταμάτησαν.
Το 1877, σύμφωνα με το σχέδιο του Stepan Karlovich Dzhevetsky, κατασκευάστηκε το πρώτο νάνο υποβρύχιο στη Ρωσία.
Ένας ταλαντούχος μηχανικός-εφευρέτης δημιούργησε ένα έργο για ένα μικροσκοπικό υποβρύχιο λεωφορείο, το μήκος του οποίου ήταν 4 μ. Το σχέδιο φιλοξένησε μόνο ένα άτομο, το οποίο, χρησιμοποιώντας πεντάλ ποδιών, περιστράφηκε την προπέλα, λόγω της οποίας κινήθηκε το σκάφος.
Το μεταλλικό σώμα του υποβρυχίου αποτελούνταν από δύο μέρη. Στο κάτω μέρος υπήρχε ένας θάλαμος με πεπιεσμένο αέρα, απαραίτητος για την εκτόπιση του νερού από τη δεξαμενή έρματος όταν το σκάφος ανέβαινε στην επιφάνεια. Στο πάνω μέρος υπήρχαν διάφοροι μηχανισμοί και ειδική θέση για τον κυβερνήτη του υποβρυχίου. Ο άνδρας ήταν τοποθετημένος στη βάρκα με τέτοιο τρόπο που το κεφάλι του ήταν κάτω από ένα διαφανές καπάκι από χοντρό γυαλί που προεξείχε πάνω από το πλοίο. Εάν το λεωφορείο επέπλεε σε επιφανειακή ή ημι-βυθισμένη θέση, ο κυβερνήτης μπορούσε να παρατηρήσει τη θάλασσα και τα παράκτια ορόσημα.
Το υποβρύχιο του Drzewiecki ήταν οπλισμένο με μια νάρκη με ειδικές λαστιχένιες βεντούζες και μια ασφάλεια, η οποία αναφλεγόταν από ρεύμα από μια γαλβανική μπαταρία. Προκειμένου ο κυβερνήτης του υποβρυχίου να συνδέσει έναν εκρηκτικό μηχανισμό στον πυθμένα ενός εχθρικού πλοίου, ο εφευρέτης παρείχε δύο στρογγυλές τρύπες στο κύτος του υποβρυχίου, από τις οποίες προεξείχαν μακριά εύκαμπτα γάντια από καουτσούκ. Μετά την εγκατάσταση της νάρκης, το υποβρύχιο λεωφορείο υποχώρησε σε ασφαλή απόσταση, ξετυλίγοντας σταδιακά το σύρμα από το καρούλι που συνδέει τον εκρηκτικό μηχανισμό με τη γαλβανική μπαταρία. Ο διοικητής του υποβρυχίου μπορούσε να ανατινάξει ένα εχθρικό πλοίο οποιαδήποτε στιγμή βολευόταν για τον εαυτό του.
Το 1879, ο Drzewiecki δημιούργησε ένα υποβρύχιο όχημα που διέφερε από το προηγούμενο όχι μόνο σε μέγεθος, αλλά και σε ορισμένες βελτιώσεις. Το πλοίο μπορούσε ήδη να φιλοξενήσει τέσσερα άτομα, που κάθονταν σε ζευγάρια πλάτη με πλάτη. Δύο έλικες, πρύμνη και πλώρη, οδηγήθηκαν από όλο το πλήρωμα χρησιμοποιώντας πεντάλ ποδιών. Οι αντλίες αέρα και νερού λειτουργούν από ποδήλατο. Το πρώτο χρησίμευε ως καθαριστής αέρα μέσα στο σκάφος, το δεύτερο αντλούσε νερό από τις δεξαμενές. Αντί για διαφανή θόλο, τοποθετήθηκε ένας οπτικός σωλήνας στο υποβρύχιο όχημα.
Το όπλο που χρησιμοποιήθηκε ήταν μια νάρκη, η οποία τοποθετήθηκε χρησιμοποιώντας μια πρωτότυπη συσκευή. Αποτελούνταν από δύο κενές λαστιχένιες κύστεις συνδεδεμένες μεταξύ τους με ένα λεπτό, δυνατό κορδόνι. Ένα ορυχείο τους είχε κρεμάσει. Όταν ένα υποβρύχιο προσπέρασε ένα εχθρικό πλοίο, εισήχθη αέρας στα ελαστικά μπαλόνια και επέπλεαν μαζί σαν νάρκη στο κάτω μέρος του εχθρικού πλοίου. Το 1879, το υποβρύχιο όχημα του Drzewiecki δοκιμάστηκε. Είχαν τόση επιτυχία που το Υπουργείο Πολέμου παρήγγειλε πενήντα υποβρύχια αυτού του τύπου.
Το 1884 ο Drzewiecki δημιούργησε ένα σκάφος με ηλεκτροκινητήρα 1 hp. Με.
Η μπαταρία χρησιμοποιήθηκε ως πηγή ενέργειας. Κατά τη διάρκεια δοκιμών στην Αγία Πετρούπολη, το υποβρύχιο έπλεε κόντρα στο ρεύμα του Νέβα με ταχύτητα 4 κόμβων.
Το 1906, το υποβρύχιο τοποθετήθηκε στα αποθέματα του εργοστασίου μετάλλων στην Αγία Πετρούπολη. Το μήκος του ήταν 36,0 μ., πλάτος - 3,2 μ., εκτόπισμα - 146 τόνοι Το σκάφος κινούνταν με δύο βενζινοκινητήρες ισχύος 130 ίππων ο καθένας. Με. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, το υποβρύχιο έδειξε καλά αποτελέσματα. Δεν ήταν όμως δυνατή η χρήση του σε πολεμικές επιχειρήσεις. Όταν κινούνταν υποβρύχια, το υποβρύχιο αποκαλύφθηκε καθώς άφηνε ένα ίχνος φούσκας. Επιπλέον, το εσωτερικό του Pochtovoy ήταν γεμάτο με διάφορους μηχανισμούς και συσκευές, γεγονός που επιδείνωσε τις συνθήκες διαβίωσης του προσωπικού.
Η έλευση των μπαταριών και των σχετικά αξιόπιστων κινητήρων εσωτερικής καύσης κατέστησε δυνατή τη δημιουργία μιας μονάδας παραγωγής ενέργειας για υποβρύχια. Οι εφευρέτες κατάφεραν να εφαρμόσουν ένα σχέδιο που είναι γνωστό σήμερα: μια μπαταρία, μια ηλεκτροκινητήρα-γεννήτρια και μια μηχανή εσωτερικής καύσης.
Ταυτόχρονα με τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής βελτιώθηκε και ο οπλισμός των υποβρυχίων. Το 1865, ο σχεδιαστής Aleksandrovsky δημιούργησε την πρώτη αυτοκινούμενη νάρκη τορπιλών στον κόσμο. Αργότερα, ο Drzewiecki εφηύρε σωλήνες τορπιλών που τοποθετήθηκαν στο κύτος του υποβρυχίου. Για πολλά χρόνια ήταν το κύριο όπλο εγχώρια πλοία. Ωστόσο, χτίστηκε τον 19ο αιώνα. ένα μαχητικό υποβρύχιο δεν ήταν ρεαλιστικό, καθώς το επίπεδο ανάπτυξης της ηλεκτρομηχανικής και των θερμικών κινητήρων βρισκόταν σε χαμηλό στάδιο ανάπτυξης.